Comment ne pas dessiner un atome ?

L’atome de la physique moderne échappe aux représentations imagées. D’ailleurs, on ne parle plus aujourd’hui de  modèle d’atome, car on ne peut plus en faire de dessin. La seule description admissible de l’atome est celle qui se donne en termes de symboles mathématiques, à l’aide d’un formalisme abstrait dont il est inutile et vain de chercher des figurations intuitives. Du fait de la physique quantique, nous avons donc perdu une représentation bien claire de l’atome, mais nous avons considérablement gagné en compréhension du monde physique. Le formalisme quantique permet en effet de faire des prédictions extrêmement précises à propos de ce qui peut être observé ou mesuré dans le monde de l’infiniment petit, prédictions qu’aucune expérience n’a jamais pu mettre en défaut.

Les objets quantiques ont des comportements étranges

Mais il faut se faire une raison : les objets quantiques ont des comportements étranges qu’aucune chose habituelle n’est capable de reproduire. Pour les comprendre, il convient donc de rompre, de façon franche, avec nos conceptions usuelles. De renoncer aussi à toute représentation visuelle des objets physiques. Le noyau vibrionnant d’un atome ne ressemble en rien à l’espèce de framboise statique par laquelle on le représente souvent ; ensuite, les électrons qui tourbillonnent autour de lui n’ont pas les trajectoires que les dessins leur accordent trop souvent ; ils ne ressemblent pas non plus aux vagues nuages diffus par lesquels certaines représentations, en apparence plus scrupuleuses, tentent au contraire de faire sentir qu’ils n’ont pas vraiment de trajectoire. Car les électrons ne sont pas des ectoplasmes délocalisés ! Si l’on cherche à déterminer leur position en utilisant une lumière de très courte longueur d’onde, on les trouvera en un point ou en un autre, parfaitement localisé, mais différent d’une mesure à l’autre effectuées sur des atomes identiques.

Les nuages électroniques ne représentent donc nullement les électrons, ni leur forme ni le prétendu "flou" de leur trajectoire : ils ne font que décrire les régions de l’espace dans lesquelles la probabilité de les détecter est statistiquement importante. Mais alors, que veut dire comprendre quand il n’y a plus d’images justes ? (...)

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