La théorie fondamentale de la physique décrivant la nature aux plus petites échelles, impliquant la dualité onde-particule et la quantification.La mécanique quantique est la théorie fondamentale de la physique qui décrit la nature aux échelles atomique et subatomique. Elle remplace le monde déterministe et continu de la physique classique par un monde probabiliste et discret : l'énergie se présente en paquets quantifiés, les particules présentent une dualité onde-particule, et la mesure elle-même affecte le système. Elle explique tout, de la stabilité des atomes au comportement des semi-conducteurs, et elle sous-tend la chimie et l'électronique modernes.
La mécanique quantique a été développée dans les années 1920 par un groupe comprenant Max Planck, Albert Einstein, Niels Bohr, Werner Heisenberg, Erwin Schrödinger et Paul Dirac, en s'appuyant sur l'hypothèse des quanta de Planck de 1900.
La théorie repose sur quelques principes fondamentaux. Premièrement, un système quantique est décrit par une fonction d'onde, qui encode les probabilités de trouver le système dans divers états. Deuxièmement, les grandeurs observables comme l'énergie ou l'impulsion sont quantifiées—elles ne peuvent prendre que certaines valeurs discrètes. Troisièmement, l'acte de mesure « effondre » la fonction d'onde en un résultat défini, un processus qui reste profondément mystérieux. Mathématiquement, l'équation de Schrödinger régit l'évolution temporelle des fonctions d'onde, et le principe d'incertitude de Heisenberg fixe des limites fondamentales aux mesures simultanées.
Elle est à la base de toute l'électronique moderne—transistors, lasers, LED, scanners IRM—et des technologies émergentes comme l'informatique quantique et la cryptographie quantique.
La célèbre expérience des « fentes de Young », où des électrons individuels créent des figures d'interférence, démontre que les particules se comportent comme des ondes jusqu'à ce qu'on les observe—un résultat qui n'a toujours pas d'explication classique.
