• Helgoland : le sens de la mécanique quantique

    Carlo Rovelli

    • Flammarion
    • 6 Octobre 2021

    «Il était environ trois heures du matin lorsque le résultat de mes calculs apparut devant moi. Agité, je quittai la maison et me mis à marcher dans la nuit. Après avoir grimpé au sommet d'un rocher surplombant la mer, j'attendis le lever du soleil. J'étais profondément troublé. J'avais la sensation de regarder, à travers la surface des phénomènes, vers un intérieur d'une étrange beauté.»Été 1925. Isolé sur l'île perdue d'Helgoland en mer du Nord, Werner Heisenberg a un éclair de génie:l'idée qui fonde la théorie des quanta. Avec Paul Dirac, Wolfgang Pauli et d'autres (très) jeunes physiciens, il en deviendra l'un des pères. Un siècle plus tard, la théorie fonctionne à merveille puisqu'elle rend compte du monde, de la couleur du ciel aux neurones de notre cerveau, en passant par le fonctionnement de nos ordinateurs et l'origine des galaxies. Son sens profond, en revanche, nous échappe toujours...Dans son nouvel opus, Carlo Rovelli se fait volontiers passeur pour mieux nous raconter la «quantique» et en proposer aussi son interprétation personnelle, fruit d'une vie de recherche. Avec ce merveilleux message:la réalité est profondément différente de ce que nous imaginons.

  • La petite histoire des flocons de neige

    Etienne Ghys

    • Odile jacob
    • 3 Novembre 2021

    Vu de près, un flocon révèle toutes sortes de splendeurs : une merveille de géométrie et de symétrie. En 1610, le grand astronome Johannes Kepler en fut étonné et voulut expliquer pourquoi les flocons ont six branches.
    Étienne Ghys s'est à son tour pris de passion pour les flocons de neige. Dans ce livre aux magnifiques images, il nous conte l'histoire de la science de la neige.
    On y rencontre en chemin des personnages pittoresques et savants, un archevêque suédois, un philosophe français et un scientifique anglais, d'autres hollandais, américains, japonais, sans oublier «?une Lady?» et un pêcheur de baleines.
    Peu à peu, on apprend que la forme des cristaux est liée à la température et à l'humidité du lieu de leur formation. Qu'en observant un flocon, on peut connaître l'état de l'atmosphère qui nous surplombe...
    Étienne Ghys, avec son talent d'écriture inégalé, nous fait découvrir toute une science. Le ton est chaleureux, le récit nous entraîne. On parvient jusqu'aux marches de la science la plus moderne et on aperçoit, par des illustrations très simples, l'horizon mathématique de la cristallographie.
    Un formidable voyage initiatique, pour tous les âges. Un livre où se mêlent la poésie et la science. Un livre à la portée de chacun.

  • La relativité générale a fêté son centième anniversaire, et la récente détection des ondes gravitationnelles par les consortiums LIGO et Virgo a confirmé de façon éclatante la prédiction d'Einstein : des masses en accélération peuvent produire une oscillation de l'espace-temps se propageant à la vitesse de la lumière.
    Destiné à tous les esprits curieux, cet ouvrage présente une réflexion plurielle sur la nature de la gravité. L'enquête, philosophique, historique et scientifique, aborde tous les domaines où la gravitation opère, de la cosmologie quantique à la matière noire et aux trous noirs.

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  • Pourquoi une pomme tombe-t-elle de l'arbre ? Comment prévoir la trajectoire d'une balle de tennis ou celle d'une planète ? Qu'est-ce qu'une force ? Quelle est la nature de la lumière?
    Génie de la science, Isaac Newton est connu pour avoir fondé la mécanique classique ainsi que pour sa théorie de la gravitation. En optique, il a observé la décomposition de la lumière. Ses découvertes sont au coeur de la physique moderne. Installez-vous confortablement, et laissez-vous guider par Yann Mambrini à la découverte des grandes idées de la physique. Au moment de quitter votre transat, vous ne regarderez plus le monde de la même manière...

  • Pourquoi et comment les théories d'Einstein ont-elles révolutionné nos conceptions de l'espace, du temps et de la matière ?
    Installez-vous confortablement dans un transat, puis laissez Marc Lachièze-Rey vous guider sur le chemin menant de la relativité aux modèles de Big Bang et aux trous noirs. Découvrez les mystères de la courbure de l'espace-temps. Voyez quels succès impressionnants la physique et la cosmologie relativistes ont déjà remportés et quels problèmes elles posent encore aux chercheurs. Au moment de quitter votre transat, la relativité vous sera devenue étonnamment familière...

  • L'évolution des idées en physique

    ,

    • Flammarion
    • 21 Octobre 2015

    Les deux physiciens décrivent l'évolution des idées en physique, de la découverte et de l'emploi du raisonnement scientifique par Galilée aux théories de la relativité et des quanta.

  • Le goût de la pensée en physique

    José-Philippe Pérez

    • Edp sciences
    • 11 Mars 2021

    En physique, la pensée semble souvent moins présente que la technique mathématique ou la technique expérimentale. Pourtant, ni les formules, ni les expériences ne peuvent suffire à la compréhension complète d'un phénomène ; le contexte historique, épistémologique, voire artistique, est, lui aussi, riche d'enseignement.

    Dans ce livre, l'auteur tente de rapprocher à la fois discours, formules et expériences ; pour cela, il propose au lecteur de parcourir quatre siècles d'humanité scientifique, depuis Galilée avec sa relativité, jusqu'à Fert avec la spintronique. Il n'oublie pas la thermodynamique de Boltzmann, l'optique de Fresnel, l'électromagnétisme de Maxwell, la relativité d'Einstein et la quantique de Schrödinger. Ce long parcours lui permet de souligner, au-delà du relativisme, l'universalité, et, au-delà de la diversité, l'unité de la pensée en physique.

  • Symétrie et gravitation

    Marc Henneaux

    • Fayard
    • 24 Février 2021

    En démontrant comment réconcilier mécanique quantique et gravitation, Marc Henneaux affronte l'un des défis contemporains majeurs de la physique, clé pour comprendre des phénomènes essentiels tels que le big bang.
    En suivant deux fils rouges, l'histoire des grandes révolutions de la physique au xxe siècle et l'abstraction progressive du concept de symétrie, de son usage ordinaire en géométrie à son application aux lois de la physique, cette leçon inaugurale aborde un des défis majeurs de la physique actuelle, celui de réconcilier la relativité d'Einstein et la mécanique quantique, théories amplement vérifiées empiriquement et pourtant incompatibles.

    C'est peut-être dans une symétrie immense, décrite en théorie des groupes par des groupes très particuliers, que réside la clé pour formuler cette théorie plus fondamentale de la gravitation, qui pourrait permettre la grande synthèse avec la mécanique quantique.

  • Les théories physiques reposent sur des constantes dont les valeurs sont déterminées expérimentalement. Vérifier la valeur et la constance de ces paramètres permet de tester la validité des théories actuelles, de définir leurs limites, de questionner leur cohérence. Ces constantes universelles servent aujourd'hui d'étalons pour déterminer les unités du système de mesure international : kilogramme, mètre, seconde, kelvin, ampère, mole, candela. Mais qu'est-ce qu'une constante et quel est le lien entre constante, unité, et mesure?
    Cette enquête sur la physique, des laboratoires aux confins de l'univers, nous mènera vers la gravitation, la relativité générale et les théories les plus actuelles, comme la théorie des cordes.
    "Voici la science telle qu'elle se fait, et non telle qu'on la décrit dans les cours magistraux!" Françoise Combes

  • Physique-Chimie MP - MP*

    Olivier Fiat

    • Dunod
    • 6 Juin 2018

    La collection Méthodes et exercices propose une synthèse des méthodes à connaître et un large choix d'exercices entièrement corrigés qui couvrent l'intégralité du programme et sont de difficulté variable.

    Les méthodes couvrent les différents thèmes du programme et chaque méthode renvoie à plusieurs exercices d'application.

    Les exercices sont classés par difficulté.
    Des indications "Pour bien démarrer" donnent le coup de pouce nécessaire en cas de besoin.

    Ce volume couvre la physique pour la section MP.
     

  • Comment les chercheurs parviennent-ils à dialoguer ? Quels sont les grands enjeux d'une rencontre entre art et science. Voici l'histoire d'Horizons Irrésolus, une installation sonore monumentale, fruit d'une résidence artistique au CERN du musicien Vincent Hänni et de l'artiste sonore Rudy Decelière. Une aventure humaine, artistique et scientifique qui durera près de trois ans, relatée par sa coproductrice Julie Henoch, et révélée par deux entretiens où Vincent Hänni interroge ses collaborateurs scientifiques : le cosmologiste Diego Blas et le physicien instrumentaliste Robert Kieffer. L'ouvrage comprend également des images de Rudy Decelière, un glossaire établi par la médiatrice scientifique Hillary Sanctuary, ainsi qu'un lien de téléchargement des compositions de Vincent Hänni, issues de sa recherche musicale.

  • Un, deux, trois... l'infini

    George Gamow

    • Cassini
    • 2 Mai 2018

    Ve´ritable promenade a`travers notre univers, cet ouvrage du ce´le`bre physicien Gamow fournit toutes les bases pour comprendre les merveilles de la Science moderne. Entropie et ge`nes y ont un ro^le, aussi bien qu'atomes et ne´buleuses. Divers proble`mes fascinants sont aussi aborde´s : nature de la courbure de l'univers, quatrie`me dimension, the´orie des nombres, topologie, origine de l'e´nergie dans l'univers.
    Difficile ? Non. Gamow a le don de rendre simple les choses compliquées.

    Il s'agit de la réédition d'un ouvrage traduit par Dunod en 1956. La traduction a été légèrement révisée, et un chapitre de l'édition originale anglaise One, two, three... infinity qui n'avait pas été repris à l'époque a été rétabli.
    Mathématiques, physique, biologie (Gamow a été l'un des pionniers dans la recherche sur le fonctionnement de l'ADN) donc, à la portée de tous. On peut lire sur amazon.com les témoignages de chercheurs qui racontent comment ce livre (ou sa traduction en chinois) les a décidés à choisir une carrière scientifique. Ils sont des douzaines, dit l'un d'eux, des milliers dit un autre...
    Et nous avons recueilli en France des témoignages analogues, auprès des universitaires qui ont insisté pour que nous procédions à cette réédition, notamment pour pouvoir donner le livre à leurs enfants ou petitsenfants.
    L'ouvrage est illustré de 128 dessins de l'auteur.
    Enfin, un appendice signale les points qui doivent être actualisés. Ces points sont en fait peu nombreux, ce qui s'explique aisément : Gamow a été un acteur majeur des principales révolutions scientifiques de la première moitié du XXe siècle, en mécanique quantique, en cosmologie, en biologie... et il n'y a pas eu de révolution comparable dans le seconde moitié du siècle:
    Les immenses progrès de la science auxquels nous assistons se fondent sur ce qui a été acquis alors.

  • Comment le jeune enfant qui vivait à Constantine et à Alger dans les années 1930, dans une famille confrontée à une situation particulièrement difficile, a-t-il pu surmonter toutes ces épreuves et parvenir, soixante ans plus tard, à obtenir le prix Nobel de physique ?

    Comment la meilleure compréhension des interactions quantiques entre matière et lumière a permis d'inventer de nouvelles méthodes pour agir sur les atomes, les polariser, les refroidir à des températures très basses et les piéger dans de toutes petites régions de l'espace ? Un long chemin partant du pompage optique dans les années 1950 et aboutissant à l'obtention de nouveaux états de la matière comme les gaz quantiques au début des années 2000.

    Un témoignage émouvant. Un hymne au métier de chercheur et d'enseignant.

  • Savez-vous que la lumière d'aujourd'hui a 30 000 ans ? Que l'énergie électrique d'un seul moustique peut suffire à provoquer une extinction de masse ? Que l'Univers a peut-être au moins 10 dimensions ? Qu'il est peuplé d'un nombre infini ni de copies de vous-même ?

    Beaucoup de faits dans notre monde semblent parfaitement établis, et d'importantes avancées scientifiques nous ont aidés à nous comprendre nous-mêmes, ainsi que notre planète et notre place dans le cosmos. Mais nos aventures dans l'espace, notre compréhension approfondie du monde quantique et les énormes progrès technologiques réalisés au cours du siècle dernier ont également révélé un Univers bien plus étrange que nous n'aurions jamais pu l'imaginer.

    L'Infini au creux de votre main est un voyage fascinant à travers 50 faits scientifiques parmi les plus extraordinaires à observer. Avec humour et clarté, Marcus Chown y examine des vérités profondes qui régissent notre quotidien et nous aide à comprendre l'immense complexité de notre existence.

  • Sans jargon ni formules, ce livre débusque les phénomènes physiques qui se cachent dans la maison : dans l'ampoule, le four à micro-ondes, la baignoire, le radiateur, la chaîne-hifi... Un parcours ludique et réjouissant, pimenté de petites expériences toutes simples, pour (enfin) comprendre les grandes idées de la physique !
           

  • Les "Principia" de Newton

    Michel Blay

    • Dunod
    • 6 Septembre 2017

    Isaac Newton fut sans conteste l'un des plus grands scientifiques de tous les temps. Son immense contribution à la science moderne tient en partie dans un ouvrage sans équivalent, un ouvrage qui bouleversa comme aucun doute notre vision du Monde : les Principia, Principes mathématique de la philosophie naturelle. La nouveauté de l'apport newtonien est considérable: en soumettant à la seule loi de la gravitation universelle les phénomènes terrestres et célestes, Newton a unifié la physique. Ce n'est pas tout. Par-delà ce travail conceptuel extrêmement novateur, le texte newtonien est aussi traversé par un souci d'organisation déductive qui conduit Newton tout à la fois à énoncer les principes qui gouvernent les développements théoriques et à mettre en place les mathématiques qui rendent possibles ces développements.

    L'oeuvre newtonienne est l'aboutissement des travaux du XVIIème siècle et le point de départ de ce que l'on appelle aujourd'hui la mécanique rationnelle. C'est ce double aspect que Michel Blay éclaire ici.

  • Qu'est-ce qu'un paradoxe ? Paradoxe, du grec para, « à côté », et doxa, « opinion » est une proposition contraire à l'opinion commune.
    Il s'agit donc d'une affirmation qui contient les germes apparents d'une contradiction. Souvent, d'ailleurs, elle apparaît uniquement pour clarifier les idées : elle a donc une mission pédagogique. Dans ce livre qui présente les paradoxes en physique, nous avons défini sur des exemples apparemment contradictoires les modèles physiques les plus intéressants : la dualité onde-corpuscule de la lumière, le deuxième principe de la thermodynamique avec l'apparition de la vie, le paradoxe de la nuit noire, la mécanique quantique, la relativité restreinte et enfin les modèles d'Univers, qui ont pour mission de décrire l'Univers depuis le Big-Bang jusqu'à sa disparition. En fait, les thèmes susceptibles d'intéresser le plus grand nombre. Ce livre s'adresse à un large lectorat souhaitant analyser les théories générales et se rendre compte de la cohérence de l'ensemble des modèles physiques. Le texte de l'ouvrage, volontairement vulgarisé et globalement sans formules et équations, peut s'avérer par moments d'un niveau soutenu du fait des sujets traités. Les auteurs ont toutefois veillé à tenir en haleine le lecteur en l'impliquant dans la réflexion grâce à des éléments de questions simples et souvent surprenantes.

  • En avant la physique ! 42 phénomènes du quotidien déchiffrés

    ,

    • Belin
    • 6 Janvier 2017

    Une bouteille qui chante. Un verre de chocolat soluble qui tinte. Un carillon dont les cloches homothétiques couvrent toute la gamme. Un escalier qui joue du clairon. Une sculpture qui filtre certains sons... Et en avant la physique !
    Après La physique surprise et La physique buissonnière, les auteurs reviennent avec ce nouvel opus où ils abordent des thèmes variés, mêlant actualité, expériences amusantes et résultats fondamentaux. D'un style limpide et schémas à l'appui, ils explorent différents champs de la discipline : énergie, sons et musique, écoulements, aimants et magnétisme, fluides spéciaux, mécanique... il y en a pour tous les goûts ! Les 43 chapitres sont issus de la rubrique "Idées de physique" qui paraît chaque mois dans la revue Pour la Science.

  • Prix Nobel de physique 1991, Pierre-Gilles de Gennes a exploré un nombre impressionnant de domaines différents, de la supraconductivité aux cristaux liquides, de la « matière molle » aux polymères et à la mécanique des cellules biologiques. Comme Isaac Newton, à qui l'a comparé le jury Nobel, de Gennes fut un savant d'exception.

    L'homme lui-même n'était pas moins extraordinaire. Humour, sensibilité, opinions hétérodoxes, insatiable curiosité : il y eut un « style » de Gennes, que restitue fort bien ce livre conçu par trois de ses plus proches collaborateurs. On y perçoit la logique de son parcours de chercheur qui tenta toujours de créer des ponts entre laboratoire et industrie, comme entre science et grand public : à l'instar de Richard Feynman (prix Nobel 1965), Pierre-Gilles de Gennes avait le don de transmettre avec clarté des notions très complexes, et la volonté de rénover l'enseignement des sciences.

    Françoise Brochard-Wyart est biophysicienne à l'Institut Curie.
    David Quéré est physicien à l'ESPCI-Paris et à l'École polytechnique.
    Madeleine Veyssié est physicienne au Collège de France.

  • Pour faire bonne mesure ; entre faits et réalité

    Jean Perdijon

    • Edp sciences
    • 28 Mai 2020

    La mesure est un outil au service de toutes les sciences d'observation. Elle est tout aussi présente dans la vie quotidienne car il ne saurait exister de vie sociale sans consensus sur une commune mesure. Entre science et technique, histoire et philosophie, l'auteur nous offre un voyage au coeur de la mesure. Il en donne d'abord les principes : son acquisition, sa qualité, son traitement statistique. Mais à quoi correspond le résultat obtenu ? Existe-t-il un monde réel au-delà de la mesure ? Y a-t-il des limites à une connaissance par la mesure, imposées par notre esprit ou par la nature ?
    La mesure séduit peu. Mais elle est de plus en plus envahissante, au point de perdre parfois le sens de la mesure. Chacun doit donc en connaître les principes et les enjeux, pour ne pas accepter tout résultat qu'on voudrait lui faire accroire ou tout conditionnement qui lui serait imposé.

  • Un Système international d'unités et des étalons de référence de mesure : à quelles fins ?

    Il est apparu impératif, au cours du temps, de disposer d'une base commune, universellement reconnue et facile à utiliser pour répondre aux besoins liés à la multitude des mesures qui régissent notre quotidien : besoins technologiques, impératifs économiques ou enjeux sanitaires, environnementaux, énergétiques...

    ... Le Système international d'unités (SI) répond à cette demande.

    Des unités qui doivent être accessibles à tous, les plus stables dans le temps, associées à des mises en pratique réalisées avec une exactitude élevée.

    De tous temps, le SI a suivi les évolutions scientifiques et technologiques, et les besoins de la société. Lors de la 26e Conférence générale des poids et mesures de novembre 2018, une révision du SI a été adoptée. L'ensemble des unités de base est désormais fondé à partir d'invariables que sont les constantes de la nature : il revêt ainsi un caractère universel et pérenne.

    Cet ouvrage a pour objectif de présenter les bases de la métrologie contemporaine, en prenant en compte les toutes dernières évolutions. Informations sur les fondements et la structure du SI, définitions des unités, recommandations internationales et nouvelles mises en pratique réalisées par les instituts nationaux de métrologie français, voici ce que vous pourrez découvrir.

    Cet ouvrage est destiné aux utilisateurs d'appareils de mesure, scientifiques, ingénieurs, étudiants ou enseignants.

  • Au cours des dernières années, ingénieurs, scientifiques et décideurs ont manifesté un fort intérêt pour la dynamique stochastique et l'optimisation des systèmes mécaniques, cela en raison des difficultés théoriques et des applications industrielles de ces deux domaines. Qui plus est, les modèles déterministes ne prennent actuellement pas en compte la variabilité des paramètres, souvent mal identifiée, et donnent des résultats erronés de la réalité du problème traité. Dynamique stochastique des structures examine les idées et les outils les plus récents, issus de la recherche et de l'industrie, dans les domaines de la dynamique stochastique, de la fiabilité et de l'optimisation mécanique des structures. Il traite du couplage optimisation-fiabilité en dynamique des structures, afin de mettre en valeur les incertitudes dans la modélisation et la résolution des problèmes rencontrés. Enfin, chaque chapitre expose clairement les techniques utilisées et développées et les accompagne par des exemples illustratifs.

  • Un autre regard sur la physique

    Marc Halévy

    • Bookelis
    • 15 Septembre 2017

    Par de longues suites de sauts et ruptures, depuis un bon siècle, la physique fondamentale est arrivée à une impasse. Le paradigme classique, relativiste et quantique s'épuise et appelle une "troisième voie".
    Celle-ci lui est offerte par la physique des systèmes complexes, initiée par Ilya Prigogine (Nobel 1977) dont l'auteur fut un collaborateur.
    C'est une révolution conceptuelle qui est proposée ...
    Un autre regard ...

  • Méditations sur la physique

    Cyril Verdet

    • Cnrs
    • 13 Septembre 2018

    La physique est une oeuvre de l'esprit dont les pensées vont d'étonnements en émerveillements. Elle traverse les époques au gré des sensations et des imaginations car elle a entrepris depuis son commencement rien moins que de rendre compte de la nature.
    En cherchant à donner une idée « universelle » de la nature, la physique a petit à petit épousé la mathématique et c'est la raison pour laquelle on ne parle plus aujourd'hui que de physique mathématique. Mais sur quels éléments de pensée repose cette physique moderne ? C'est ce cheminement tout à la fois intellectuel et mental que les Méditations sur la physique souhaitent retracer, en s'appuyant sur l'étude de douze extraits d'oeuvres de savants et philosophes. Depuis le travail d'abstraction, qui constitue le premier mouvement, jusqu'à l'établissement d'une théorie, qui en est l'achèvement, cette anthologie entreprend de suivre la voie que, peu ou prou, tout physicien est amené à prendre pour avancer vers une connaissance de la nature.
    Cet ouvrage n'est donc pas un ouvrage de physique, mais sur la physique en tant qu'oeuvre de l'esprit. C'est une analyse du travail ainsi que des concepts que le physicien se donne pour entreprendre de saisir sinon la nature, du moins les phénomènes qui l'entourent.

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