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MAX BORN

PRIX NOBEL 1954
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"Pour ses travaux sur la théorique quantique"

Max Born (1882-1970)

Physicien britannique d'origine allemande, connu pour ses travaux sur la théorie quantique.

Il étudie tout d'abord aux universités de Breslau, de Heidelberg, de Zurich, de Göttingen et de Cambridge. En 1921, après avoir enseigné successivement aux universités de Göttingen, de Berlin et de Francfort, il est nommé professeur de physique théorique à Göttingen. En 1933, il se réfugie en Angleterre pour fuir l'Allemagne nazie et acquiert la nationalité britannique en 1939. Au cours des trois années suivantes, il effectue des recherches à l'université de Cambridge. Il est nommé professeur de philosophie naturelle à l'université d'Édimbourg de 1936 à 1953. Physicien théoricien exceptionnel, il s'est fait connaître pour sa contribution fondamentale à la théorie quantique. Avec Pascual Jordan, il a développé la mécanique des matrices introduite par Werner Heisenberg. Il a aussi cherché à interpréter les résultats des travaux de Louis de Broglie et de C.T.Davisson qui montraient que les particules avaient un comportement ondulatoire. Il a notamment introduit la notion de probabilité de présence d'une particule en un point liée au carré du module de la fonction d'onde décrivant le comportement de cette particule.

Ses publications comprennent, entre autres, la Théorie d'Einstein sur la relativité (1922), la Physique nucléaire (1935), la Philosophie naturelle des causes et du hasard (1949), Physique et politique (1962), et Ma vie et mes idées (1968). Pour ses travaux sur la théorique quantique, Born partage, en 1954, le prix Nobel de physique avec le physicien allemand Walter Bothe.
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La théorie quantique
Au début du vingtième siècle, les scientifiques pensaient qu'ils avaient compris les grands principes fondamentaux de l'univers. Les atomes étaient les solides blocs de construction de la nature; les gens croyaient aux lois newtoniennes du mouvement, la plupart des problèmes des physiciens semblaient être résolus. Néanmoins, la théorie de la relativité d'Einstein remplaçant la mécanique newtonienne, les scientifiques réalisèrent progressivement que leurs connaissances étaient loin d'être complètes. Le champ naissant de la mécanique quantique présentait un intérêt particulier, en altérant complètement les préceptes fondamentaux de la physique


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Considérons le problème dit du chat de Schrödinger, qui a marqué l'élaboration de la mécanique quantique : dans une boîte fermée et opaque, on place un atome radioactif qui a 50% de probabilité de se désintégrer dans l'heure qui suit et 50% de rester dans le même état. S'il se désintègre, il actionne un mécanisme qui brise une fiole de cyanure et tue un chat enfermé dans la boîte ; sinon le chat reste vivant. Au bout d'une heure, le chat sera-t-il mort ou vivant ? La réponse est qu'il n'est ni vivant ni mort, il se trouve dans une superposition de ces deux états. L'opérateur qui décrit le chat a deux valeurs propres : vivant et mort. Le chat est initialement dans l'état vivant, mais l'équation de Schrödinger le fait évoluer et une heure plus tard, son vecteur d'état se trouve dans une position intermédiaire à mi-chemin entre vivant et mort, donc dans une superposition des deux états. Quand on ouvre la boîte, le système interagit avec l'instrument de mesure, en l'occurrence nos yeux, et le vecteur d'état du chat collapse sur l'un des deux états propres, soit sur l'état vivant avec une probabilité de 50%, soit sur l'état mort avec une probabilité de 50%. D'un point de vue statistique, si l'on réalise un grand nombre d'expériences avec des systèmes identiques (mêmes atomes, mêmes fioles de cyanure, mêmes chats), le chat survit dans la moitié des cas et meurt dans l'autre moitié.

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