Comprenons-nous vraiment la mécanique quantique

Pourquoi s'intéresser à la préservation à long terme de l'information numérique, alors que les capacités de stockage n'ont jamais été aussi vastes et bon marché? Cette question soulève un problème de plus en plus important: nos sociétés produisent des masses croissantes d'information, alors même que la durée de vie des supports numériques disponibles pour la conserver n'a jamais été aussi courte. Le stockage ou la sauvegarde à court terme ne soulèvent pas de question particulière, mais archiver de cette façon sur des décennies ou un siècle pose un tout autre problème, dans la mesure où les supports numériques n'ont qu'une durée de vie de 5 ou 10 ans environ. L'évolution de ces supports étant difficile à prévoir, seul un suivi constant des données et leur migration perpétuelle permettront d'en assurer l'archivage, avec un coût d'organisation important. Si ce problème est correctement abordé clans quelques organismes publics spécialisés, il est très largement ignoré du grand public ainsi que de la majorité des institutions ou entreprises. Une importante quantité d'informations personnelles, médicales, scientifiques, techniques, administratives, etc., est ainsi en réel danger de disparition. Devant ce constat, l'Académie des sciences et l'Académie des technologies ont créé un groupe de travail commun, avec l'ambition de faire le point sur le sujet. Le présent rapport se donne un périmètre précis en se concentrant sur la fraction de l'information qui garde sa valeur à long terme: documents soit personnels (souvenirs familiaux, données médicales,...), soit publics (données scientifiques acquises lors d'expériences uniques,...). Les stratégies possibles sont discutées et les différents supports de stockage utilisables sont passés en revue, avec une brève discussion de leurs qualités et limitations respectives. Le rapport évalue également la possible généralisation de la stratégie active à l'ensemble des besoins de la société. Enfin sont étudiés les disques optiques numériques enregistrables, pour lesquels une série de mesures alarmantes a été effectuée récemment. Les auteurs proposent quelques pistes qui pourraient conduire à des disques enregistrables de bien meilleure longévité et émettent quatre recommandations de nature à faire prendre conscience de ce problème général et des voies possibles pour le résoudre.

Ondes et particules. Introduction aux idées fondamentales de la mécanique quantique. Les outils mathématiques de la mécanique quantique. Les postulats de la mécanique quantique. Application des postulats à des cas simples : spin 1/2 et systèmes à deux niveaux. L'oscillateur harmonique à une dimension. Propriétés générales à des moments cinétiques en mécanique quantique. Particule dans un potentiel central. Atome d'hydrogène.

Notions de base au niveau de la maîtrise de physique. Les compléments, de types et de niveaux variés, indépendants les uns des autres, facilitent l'assimilation du cours, précisent les points délicats, indiquent les applications concrètes, proposent des exercices et ouvrent des perspectives. Un guide, à la fin de chaque chapitre, donne la liste des compléments correspondants, assortie de commentaires succincts sur leur sujet, leur importance et leur niveau. Mécanique quantique I Ondes et particules, introduction aux idées fondamentales de la mécanique quantique. Les outils mathématiques de la mécanique quantique. Les postulats de la mécanique quantique. Application des postulats à des cas simples : spin 1/2 et systèmes à deux niveaux. L'oscillateur harmonique à une dimension. Propriétés générales à des moments cinétiques en mécanique quantique. Particule dans un potentiel central. Atome d'hydrogène. Mécanique quantique II Notions élémentaires sur la théorie de la diffusion par un potentiel. Le spin de l'élection. Composition des moments cinétiques. Théorie des perturbations : structure fine et hyperfine de l'atome d'hydrogène. Perturbation dépendant du temps. Systèmes de particules identiques. Appendices : séries de Fourier et transformation de Fourier. La fonction de Dirac. Lagrangien et Hamiltonien en mécanique classique.

Cet ouvrage résulte d'échanges sur l environnement qui se sont tenus durant trois ans entre spécialistes des sciences de la vie, de la société, de l information et de philosophie des sciences. Les points de vue sont multiples et les chercheurs sont amenés, au sein d une interdisciplinarité élargie, à réfléchir ensemble à leurs pratiques, notamment de modélisation. Entre protocoles d observation, traitements de données et constructions abstraites, quels outils choisir ou combiner? Cet ouvrage est destiné à un public de chercheurs, enseignants, étudiants et décideurs qui tentent de mieux prendre en compte la complexité des questions d environnement dans la construction des modèles et les pratiques de modélisation.