Saut quantique

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En physique, un saut quantique est un changement brusque de l'état d'un système quantique de manière pratiquement instantanée. Cette dénomination fait allusion au constat que la nature viole en apparence en principe informel énoncé par Isaac Newton : « natura non facit saltum » (la nature de produit pas de bonds - ou de discontinuités).
Cette dénomination s'applique à plusieurs situations.

[modifier] Dans l'atome

Le saut quantique est, dans un atome, le passage d'un électron d'un état d'énergie donnée à un état d'une autre énergie. Ce passage est un phénomène discontinu : le changement d'état se fait de manière instantanée. Il rentre ainsi en contradiction avec une description classique dans laquelle l'énergie serait distribuée continument. Les sauts quantiques sont la cause unique des émissions électromagnétiques, y compris la lumière, qui se fait sous forme d'objets quantifiés appelés photons.
Dans les systèmes physiques réels, un saut quantique ne correspond pas à un changement important, et peut être de fait très insignifiant. Un bonne exemple peut être donné à partir du modèle de Bohr de l'atome d'hydrogène, ou les déplacements d'énergies observés, associés avec les différences d'énergie entre les états quantiques (sauts quantiques), couvre un large ensemble allant du petit au grand (lorsqu'ils sont comparés avec l'énergie nécessaire pour éjecter un électron).

[modifier] Réduction du paquet d'onde

Article détaillé : Réduction du paquet d'onde.

Ce terme s'applique également, mais plus sporadiquement, à l'évolution aléatoire et donc non déterministe que subit un système quantique lorsqu'on réalise une moyenne dessus. Les difficultés théoriques sur le déroulement de cette réduction sont connues sous le nom de problème de la moyenne.

[modifier] Utilisation populaire de l'expression

Dans la langue vernaculaire, l'expression de saut quantique a pris la signification de changement abrupt, comme une promotion ou une augmentation. L'expression date de la première moitié du XX^e siècle, coïncidant avec la découverte de la mécanique quantique. Les signifiants populaire et scientifique sont similaires, décrivant tous les deux un changement se produisant d'un seul coup (révolutionnaire), plutôt que graduellement (évolutif), mais diffèrent lorsqu'on considère l'amplitude du changement ou de l'avancée considérée. Cette expression (dans sa version anglaise quantum leap) fut à l'origine du nom de l'ordinateur Sinclair QL.