Elle constitue également la base de la compréhension contemporaine de la façon dont les très grands objets tels que les étoiles et les galaxies, et les événements cosmologiques tels que le Big Bang, peuvent être analysés et expliqués.
La mécanique quantique est le fondement de plusieurs disciplines connexes, notamment la nanotechnologie, la physique de la matière condensée, la chimie quantique, la biologie structurelle, la physique des particules et l’électronique.
Le terme « mécanique quantique » a été inventé par Max Born en 1924.
L’acceptation par la communauté de la physique générale de la mécanique quantique est due à sa prédiction précise du comportement physique des systèmes, y compris des systèmes où la mécanique newtonienne échoue.
Même la relativité générale est limitée — d’une manière que la mécanique quantique n’a pas — pour décrire des systèmes à l’échelle atomique ou plus petits, à des énergies très basses ou très hautes, ou aux températures les plus basses.
A travers un siècle d’expérimentation et de science appliquée, la théorie de la mécanique quantique s’est avérée très fructueuse et pratique.
Les fondements de la mécanique quantique remontent au début des années 1800, mais les véritables débuts de la MQ datent des travaux de Max Planck en 1900.
Albert Einstein et Niels Bohr ont rapidement apporté d’importantes contributions à ce qu’on appelle aujourd’hui la « vieille théorie quantique ». »
Cependant, ce n’est qu’en 1924 qu’une image plus complète a émergé avec l’hypothèse de l’onde-matière de Louis de Broglie et que la véritable importance de la mécanique quantique est devenue claire.
Certains des scientifiques les plus éminents qui ont ensuite contribué, au milieu des années 1920, à ce qu’on appelle aujourd’hui la « nouvelle mécanique quantique » ou la « nouvelle physique » sont Max Born, Paul Dirac, Werner Heisenberg, Wolfgang Pauli et Erwin Schrödinger.
Plus tard, le domaine a été élargi avec les travaux de Julian Schwinger, Sin-Itiro Tomonaga et Richard Feynman pour le développement de l’électrodynamique quantique en 1947 et par Murray Gell-Mann en particulier pour le développement de la chromodynamique quantique.
L’interférence qui produit des bandes colorées sur les bulles ne peut pas être expliquée par un modèle qui représente la lumière comme une particule.
Elle peut être expliquée par un modèle qui la représente comme une onde.
Le dessin montre des ondes sinusoïdales qui ressemblent à des vagues à la surface de l’eau, réfléchies par deux surfaces d’un film de largeur variable, mais cette représentation de la nature ondulatoire de la lumière n’est qu’une analogie grossière.
Les premiers chercheurs différaient dans leurs explications de la nature fondamentale de ce que nous appelons aujourd’hui le rayonnement électromagnétique.
Certains soutenaient que la lumière et les autres fréquences du rayonnement électromagnétique sont composées de particules, tandis que d’autres affirmaient que le rayonnement électromagnétique est un phénomène ondulatoire.
En physique classique, ces idées sont mutuellement contradictoires.
Dès les premiers jours de la mécanique quantique, les scientifiques ont reconnu qu’aucune des deux idées ne pouvait à elle seule expliquer le rayonnement électromagnétique.
Malgré le succès de la mécanique quantique, elle comporte des éléments controversés.
Par exemple, le comportement des objets microscopiques décrit dans la mécanique quantique est très différent de notre expérience quotidienne, ce qui peut provoquer un certain degré d’incrédulité.
La majeure partie de la physique classique est maintenant reconnue comme étant composée de cas particuliers de la théorie de la physique quantique et/ou de la théorie de la relativité.
Dirac a apporté la théorie de la relativité à la physique quantique afin qu’elle puisse traiter correctement les événements qui se produisent à une fraction substantielle de la vitesse de la lumière.
La physique classique, cependant, traite également de l’attraction de masse (gravité), et personne n’a encore été en mesure d’amener la gravité dans une théorie unifiée avec la théorie quantique relativisée.