Quand l’infiniment petit gouverne notre quotidien

La physique quantique décrit le comportement étrange de la matière à l’échelle atomique* Contrairement au monde visible, où une balle suit une trajectoire prévisible, les particules quantiques obéissent à des règles déroutantes pour notre intuition.  

Pourtant, ces phénomènes microscopiques alimentent les technologies que nous utilisons chaque jour. 

Des propriétés contre-intuitives 

À l’échelle quantique, trois principes fondamentaux bouleversent notre compréhension habituelle. D’abord, l’énergie n’est pas continue, mais existe par «paquets» appelés quanta: pour monter une pente, les particules sautent comme d’une marche d’escalier à la suivante. Ensuite, les particules peuvent exister dans plusieurs états simultanément: elles peuvent être au même moment en haut et en bas de l’escalier. Enfin, certaines propriétés comme la position et la vitesse ne peuvent être connues en même temps avec précision: si on sait qu’une particule est en haut de l’escalier, on ne peut connaître sa vitesse. 

Le plus troublant reste l’effet tunnel: une particule peut traverser une barrière normalement infranchissable, comme si vous passiez à travers un mur en courant dessus. 

Dans votre smartphone : l’effet tunnel et le calcul 

Notre téléphone exploite ces bizarreries quantiques avec brio. Chaque processeur* contient des milliards de transistors* qui modulent le passage des électrons grâce à l’effet tunnel. Comme de petits interrupteurs pouvant s’ouvrir et se fermer à volonté pour laisser passer le courant électrique. Dans les transistors de nouvelle génération, les électrons tunnellent à travers des barrières d’énergie pour créer les 0 et 1 du langage informatique. 

Cette modulation ultra-rapide permet l’informatique. Quand vous tapez une lettre, le processeur convertit ce geste en millions d’opérations binaires* réalisées par des transistors exploitant les propriétés quantiques.  

Dans l’IRM : le spin des protons* révèle votre corps 

L’imagerie médicale illustre une autre facette quantique fascinante: le spin nucléaire. Chaque proton de votre corps possède une propriété quantique appelée «spin», comme un minuscule aimant en rotation. Cette propriété ne peut prendre que deux valeurs précises. Dans le puissant champ magnétique de la machine, vos milliards de protons s’alignent ainsi selon deux orientations seulement. Des ondes radio les font basculer d’un état quantique à l’autre. Quand ils retournent à leur position initiale, ils émettent un signal que l’appareil capte. 

Résultat: l’IRM «voit» principalement l’eau de votre corps, révélant avec une précision extraordinaire vos tissus mous, votre cerveau, vos organes internes. Tumeurs, déchirures ligamentaires, AVC: tout devient visible grâce au comportement quantique de simples protons. 

Une révolution invisible 

La physique quantique transforme ainsi notre quotidien de manière invisible. Elle permet à votre smartphone de calculer, de diffuser des films via des lasers quantiques, aux médecins de diagnostiquer sans opérer. 

Demain, les ordinateurs quantiques et les communications ultra-sécurisées pousseront encore plus loin cette révolution silencieuse née dans l’infiniment petit. 

Lexique 

• Échelle atomique: dimension des atomes et des structures moléculaires, des millions de fois plus petites qu’un cheveu. 

• Processeur: sorte de «cerveau» du téléphone; il organise les échanges de données entre ses différents composants et les calculs nécessaires à son fonctionnement. 

• Transistor: composant électronique qui permet le redressement, la modulation ou l’amplification des signaux électriques. 

• Code binaire: langage des ordinateurs où toutes les données et instructions sont représentées par des combinaisons de 1 et de 0. 

• Proton: particule élémentaire qui constitue le noyau des atomes, avec le neutron. 

Malo du Bretoux  

Actuailes n°196 - 8 octobre 2025