Sciences physiques

  • Qu'est-ce que la lumière, cette lumière qui éclaire et fascine l'humanité depuis le début des temps ? Replaçant ses propres travaux dans la perspective de la riche épopée de la connaissance, Serge Haroche dresse ici le tableau de ce que nous savons aujourd'hui de la lumière, de la manière dont nous l'avons appris, et des inventions que cette connaissance nous a apportées en révolutionnant notre vie quotidienne.

    Le temps s'écoule-t-il au même rythme à la surface de mon bureau et quelques millimètres au-dessus, et peut-on mesurer la différence ? Est-il possible de manipuler un objet quantique sans le détruire ? Qu'est-ce que l'intrication quantique et qu'appelle-t-on « décohérence » ? Le livre de Serge Haroche montre comment ces questions sont liées et leur apporte les réponses les plus actuelles. On y apprend comment est née la théorie de la relativité, d'où vient la physique quantique, et que le chat de Schrödinger n'est pas (seulement) un animal domestique, mais un paradoxe quantique que la physique contemporaine a domestiqué en lui donnant une traduction expérimentale.

    Acteur profondément engagé dans la science de la lumière, Serge Haroche en déroule ici les fils, de Galilée à Einstein, et jusqu'aux travaux qui lui ont valu le prix Nobel. Il revisite de l'intérieur, en théoricien et en expérimentateur, cette fascinante aventure scientifique. Explicitant les liens qui se sont tissés dans l'histoire des sciences entre l'optique, la mécanique, l'électricité et le magnétisme, il retrace le rôle essentiel que les interrogations sur la lumière ont joué dans la naissance de la physique moderne et dans l'élaboration de notre représentation de l'Univers.

    Loin d'exposer une histoire abstraite, Serge Haroche nous permet d'appréhender ce qu'est la démarche scientifique, faite d'un va-et-vient constant entre observation des phénomènes, élaboration de modèles théoriques et vérifications expérimentales.

    Un livre unique qui nous fait partager l'allégresse du savoir et l'exaltation de la découverte.

  • Pourquoi et comment l'Univers a-t-il commencé ? Pourquoi y a-t-il quelque chose plutôt que rien ? Quelle est la nature de la réalité ? Comment expliquer que les lois naturelles soient aussi finement ajustées ? Et nous, pourquoi donc existons-nous ?
    Longtemps réservées aux philosophes et aux théologiens, ces interrogations relèvent désormais aussi de la science. C'est ce que montrent ici avec brio et simplicité Stephen Hawking et Leonard Mlodinow, s'appuyant sur les découvertes et les théories les plus récentes, qui ébranlent nos croyances les plus anciennes.
    Pour eux, inutile d'imaginer un plan, un dessein, un créateur derrière la nature. La science explique bel et bien à elle seule les mystères de l'Univers.

    Des réponses nouvelles aux questions les plus élémentaires : lumineux et provocateur !
    Le premier ouvrage important de Stephen Hawking depuis dix ans.

  • Peut-on vraiment comprendre la physique quantique ?

    Ce domaine étrange de la science où, dans sa version « orthodoxe », une particule élémentaire peut passer en même temps en deux lieux éloignés l'un de l'autre, sauf si on l'observe.

    Schrödinger, pour critiquer cette version, a inventé une situation dans laquelle un chat peut être « à la fois vivant et mort » et Einstein, irrité par l'emphase mise sur la notion d'observation, demanda un jour à un collègue s'il pensait vraiment que la Lune n'était pas là quand personne ne la regarde.

    Devant le caractère apparemment paradoxal de la physique quantique, qui est néanmoins très bien confirmée par l'expérience, les physiciens ont plus ou moins abandonné l'idée de comprendre ce que cette théorie signifie. Jean Bricmont, se fondant sur les travaux de Louis de Broglie, de David Bohm et de John Bell, affirme que l'on peut comprendre rationnellement la physique quantique. De plus, il discute les positions philosophiques et les multiples mystifications qui font obstacle à cette compréhension.

  • Avec les mots de l'écrivain, le talent du poète, Carlo Rovelli nous fait apercevoir le mystère du monde, la beauté du monde, une beauté à couper le souffle.

    Ces « sept leçons » donnent un aperçu rapide des aspects les plus importants et fascinants de la grande révolution qui a bouleversé la physique au XXe siècle, et surtout des questions et des mystères que cette révolution a soulevés.

    Elles nous emmènent dans le monde enchanté des grandes idées de la physique actuelle : de la relativité générale d'Einstein à la physique quantique, des particules élémentaires à l'architecture de l'Univers, de la gravité quantique à la nature du temps et de la conscience.

    Un éblouissement !

    Traduit en vingt-quatre langues, les Sept brèves leçons de physique sont un best-seller mondial.

  • Comment le jeune enfant qui vivait à Constantine et à Alger dans les années 1930, dans une famille confrontée à une situation particulièrement difficile, a-t-il pu surmonter toutes ces épreuves et parvenir, soixante ans plus tard, à obtenir le prix Nobel de physique ?

    Comment la meilleure compréhension des interactions quantiques entre matière et lumière a permis d'inventer de nouvelles méthodes pour agir sur les atomes, les polariser, les refroidir à des températures très basses et les piéger dans de toutes petites régions de l'espace ? Un long chemin partant du pompage optique dans les années 1950 et aboutissant à l'obtention de nouveaux états de la matière comme les gaz quantiques au début des années 2000.

    Un témoignage émouvant. Un hymne au métier de chercheur et d'enseignant.

  • Explication du monde à très petite échelle, celle des atomes et des photons, la physique quantique défie la logique ordinaire. La notion d'« intrication » aboutit ainsi à l'existence paradoxale d'un hasard ubiquitaire, capable de se manifester simultanément en plusieurs endroits de notre Univers...
    Cette stupéfiante particularité n'est pas une abstraction gratuite ou un jeu de l'esprit?; elle a des applications bien concrètes en cryptographie, pour la protection des données financières et médicales, et a permis la démonstration d'une « téléportation quantique », dont même la science-fiction la plus imaginative peine à entrevoir les possibilités.
    Ce livre ne tente pas d'éluder les difficultés logiques imposées par la physique quantique. De « jeu de Bell » en expériences d'intrication, il offre une solide compréhension d'un des domaines les plus fascinants de la physique actuelle.

  • L'énergie en fusion

    Alain Bécoulet

    Un projet scientifique futuriste et sans précédent est en plein essor à Cadarache, au coeur de la Provence. Réunissant des pays peu habitués à collaborer comme l'Inde, la Chine, la Russie, les États-Unis, le Japon, la Corée du Sud et l'Europe, le consortium ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor) construit pièce par pièce ce qui deviendra peut-être le prototype de l'énergie de demain.

    Plutôt que fissionner les atomes lourds comme l'uranium, ITER va fusionner des atomes légers dérivés de l'hydrogène. Avec pour perspectives des ressources illimitées (l'hydrogène est abondant et gratuit) et l'absence de déchets radioactifs qui posent problème aux centrales actuelles, l'énergie de fusion pourrait bouleverser le lancinant problème de l'énergie.

    Cependant, la fusion de l'hydrogène, qui est la source d'énergie de toutes les étoiles, pose sur Terre de considérables défis scientifiques et techniques. Si les premiers essais sont favorables, dès 2025, la voie s'ouvrira vers les premiers réacteurs à fusion - étape décisive vers une énergie abondante et propre.

  • Après ses stupéfiantes avancées du siècle dernier - la découverte de l'expansion de l'univers, du Big Bang et des trous noirs -, la cosmologie serait-elle en voie de perdre son objet d'étude ? L'avènement de la « matière noire », invisible mais nécessaire pour expliquer les mouvements des galaxies, celui de l'« énergie noire », insaisissable mais indispensable pour rendre compte de l'accélération de l'expansion de l'univers, et celui des trous noirs, qui font disparaître la matière ordinaire comme un lapin dans un chapeau de magicien, donnent l'image d'un univers élusif dont une part grandissante échappe à l'observation.

    Faisant toute la lumière sur ce qu'il appelle le « triolet noir de notre ignorance », l'auteur cherche les biais susceptibles de dérober l'univers à notre regard, en analysant cinq « illusions » possibles. Manque-t-il vraiment de la matière ? Nos observations sont-elles fautives ? Voyons-nous en trois dimensions un univers holographique à deux dimensions ? C'est d'un autre regard sur l'univers qu'il est question dans ce livre très accessible qui met en scène les questions cruciales de la cosmologie actuelle.

    David Elbaz, astrophysicien, travaille au laboratoire « Cosmologie et évolution des galaxies » au Commissariat à l'énergie atomique. Auteur de documentaires et de spectacles, il a publié des romans scientifiques : Le Vase de Pépi et ...et Alice Tao se souvint du futur.

  • Où est l'Homme dans l'Univers ? Que se passe-t-il à l'intérieur d'un atome ? Einstein avait-il toujours raison ? Comment apparaissent les formes dans la nature ? Comment démêler l'ordre du chaos dans l'écheveau du monde ? Où allons-nous ? A ces questions, et à d'autres encore, les réponses qu'apporte Sébastien Balibar, physicien mondialement connu pour ses travaux sur les liquides et les cristaux, surprendront.
    Car la physique à laquelle il nous convie commence en regardant le ciel, la couleur d'une flamme, la forme d'une fleur, en écoutant le vent, le son d'une flûte ou le tintement d'un verre, en faisant de la bicyclette ou en jouant du piano. Et pourtant, c'est bien des plus grandes découvertes de la physique qu'il traite ici, avec humour et passion, en portant sur les choses de la vie quotidienne le regard d'un chercheur.

  • Prix Nobel de physique 1991, Pierre-Gilles de Gennes a exploré un nombre impressionnant de domaines différents, de la supraconductivité aux cristaux liquides, de la « matière molle » aux polymères et à la mécanique des cellules biologiques. Comme Isaac Newton, à qui l'a comparé le jury Nobel, de Gennes fut un savant d'exception.

    L'homme lui-même n'était pas moins extraordinaire. Humour, sensibilité, opinions hétérodoxes, insatiable curiosité : il y eut un « style » de Gennes, que restitue fort bien ce livre conçu par trois de ses plus proches collaborateurs. On y perçoit la logique de son parcours de chercheur qui tenta toujours de créer des ponts entre laboratoire et industrie, comme entre science et grand public : à l'instar de Richard Feynman (prix Nobel 1965), Pierre-Gilles de Gennes avait le don de transmettre avec clarté des notions très complexes, et la volonté de rénover l'enseignement des sciences.

    Françoise Brochard-Wyart est biophysicienne à l'Institut Curie.
    David Quéré est physicien à l'ESPCI-Paris et à l'École polytechnique.
    Madeleine Veyssié est physicienne au Collège de France.

  • Richard Feynman fut un professeur prodigieux, véritable homme de scène sachant allier le rire et la rigueur.
    Son Cours de Physique est devenu le manuel en usage dans le monde entier.
    Les Leçons sur la Physique sont constituées à partir des chapitres les plus accessibles de son Cours. Elles présentent aux physiciens professionnels ou amateurs, comme aux simples curieux, les idées essentielles de la physique contemporaine, les idées de conservation, de symétrie, de relativité de l'espace et du temps, de même que les principes quantiques qui régissent les processus atomiques.

  • Les deux grandes théories du XXe siècle, la relativité et la mécanique quantique, ont pénétré très différemment l'esprit du public. La première a connu assez vite le succès. En revanche, la seconde est restée longtemps confidentielle

  • La mécanique quantique est l'un des domaines de la physique les plus surprenants et controversés. Depuis le début, elle a suscité les plus vifs débats quant à sa signification et à son lien avec le réel. L'atomisme, la lumière ou les théories relativistes ont aussi défrayé la chronique, mais rien ne semble devoir arrêter les polémiques qui entourent l'interprétation des phénomènes quantiques.

    De Heisenberg à Schrödinger en passant par la fameuse controverse entre Einstein et Niels Bohr, Jean-Pierre Pharabod et Gérard Klein n'omettent aucune péripétie de cette saga de la physique quantique qui mène aujourd'hui à l'affirmation pour le moins surprenante de la « non-localité » de la nature.

    C'est un nouveau défi à nos modes de pensée ordinaires.

  • Irène Joliot-Curie a traversé la première moitié du XXe siècle comme une personnalité triplement symbolique : elle a été à la fois une scientifique nobélisée comme sa mère Marie Curie, l'une des trois femmes ministres du gouvernement Blum de juin 1936 et une militante des droits des femmes qui se revendiquait féministe. Sa vie s'est frottée aux grands événements internationaux, comme les deux guerres mondiales, et aux moments de tension nationale et de crispation internationale qu'ont été la crise de 1929 et la guerre froide après 1945. Elle a aussi contribué à la mutation des sciences, à l'avènement de la physique nucléaire et à la création du campus universitaire d'Orsay. Elle a enfin été le témoin de trois moments clés de l'histoire du féminisme : le temps des suffragettes à la Belle Époque, le front sanitaire durant la Grande Guerre et la difficile émancipation qui a suivi, le militantisme antifasciste et procommuniste au moment de la Seconde Guerre mondiale et aux heures tragiques de la guerre froide.
    À travers le cheminement de cette chercheuse de talent éprise d'égalité et d'équité, c'est aussi l'histoire d'un couple, d'une famille et de tout un milieu intellectuel et politique qui est ici proposée.
    Le destin hors du commun d'une femme d'exception enfin révélé dans ses facettes multiples.

  • L'atome et la France

    Robert Belot

    La France, pays le plus nucléarisé au monde, manifeste à l'égard de l'atome un étrange paradoxe. Tout en frémissant d'horreur à l'évocation de la bombe et des problèmes écologiques posés par l'industrie nucléaire, elle accorde un large consensus au nucléaire civil et militaire. Où trouver les racines de cette attitude ? Est-ce la nécessité de redresser le pays et de lui rendre sa dignité à la Libération qui a suscité un enthousiasme général pour la science et la technique ?

    Dès 1945, le « gaullisme technoscientifique » et le communisme militant du prix Nobel Frédéric Joliot-Curie s'allièrent pour fonder le Commissariat à l'énergie atomique (CEA), tandis que les journalistes et les artistes vantaient en choeur les futurs bienfaits de l'atome pour l'humanité.

    À cette communion progressiste succédèrent bientôt l'ère du soupçon, puis de la défiance envers la « civilisation de la puissance » et l'équilibre de la terreur. Cette période où l'atome n'avait pas encore perdu son innocence a profondément marqué l'imaginaire français. Soixante-dix ans après Hiroshima et la création du CEA, ce livre unique par la nouveauté et l'exhaustivité de ses sources donne pour la première fois à comprendre l'histoire, singulière et troublante, du mariage de la France et de l'atome.

  • Qu'est-ce qu'une odeur ? Comment la percevons-nous ? Quel rôle l'odorat a-t-il joué au cours de l'évolution chez les animaux ? Existe-t-il une mémoire des odeurs ? Et pourquoi ne peut-on imaginer une odeur ? Avec la culture, nous en sommes venus à développer surtout nos facultés les plus élevées. Est-il vrai pour autant que l'odorat ne joue pas un rôle important dans notre rapport à l'environnement et aux autres ? André Holley fait le point sur les mécanismes de ce sens méconnu. Il s'interroge aussi sur la tendance générale de notre société à « désodoriser » tout en créant de nouvelles senteurs grâce à la chimie. N'est-ce pas un peu du lien charnel avec le monde que nous perdons ?

  • Richard Feynman fut un scientifique hors norme. Non seulement il contribua à la grande aventure de la physique des particules élémentaires, depuis la fabrication de la bombe atomique alors qu'il n'a pas vingt-cinq ans, jusqu'à ses diagrammes qui permettent d'y voir un peu plus clair dans les processus physiques de base. Non seulement il fut un professeur génial, mais il mena une vie excentrique - joueur de bongos, amateur de strip-tease, séducteur impénitent, déchiffreur de codes secrets et de textes mayas, explorateur en Asie centrale - qu'il raconte ici avec l'humour du gamin des rues de New York qu'il n'a jamais cessé d'être.

  • Depuis l'invention des religions monothéistes, l'humanité poursuit le rêve d'une théorie ultime, d'une loi unique de l'univers.
    Steven Weinberg décrit comment ce rêve a pris forme lorsqu'on a commencé d'unifier les lois fondamentales gouvernant les constellations d'étoiles comme les particules élémentaires électromagnétisme d'abord, théorie électrofaible ensuite, puis modèle standard qui ne laisse plus qu'une seule force en dehors de son champ.
    La gravitation. Et il évoque enfin ce à quoi une théorie ultime pourrait bien ressembler.
    Mais voilà, pour réaliser le rêve d'une théorie ultime, il reste encore à découvrir de nouvelles particules élémentaires, donc construire des Super-Collisionneurs Supraconducteurs. L'Europe l'a fait. Le rêve dune théorie ultime est devenu un rêve européen.

  • A l'initiative de l'Académie des sciences, les plus grands savants français sont réunis ici pour nous faire partager les extraordinaires avancées de la physique moderne.

  • Le paysage français de la recherche et de l'innovation a été profondément remodelé depuis 2005 par une série de réformes majeures.

    Cet ouvrage, deuxième opus d'une série annuelle, offre une vision à la fois synthétique et documentée des évolutions en cours. Il est le fruit des travaux menés au sein de FutuRIS, qui rassemble acteurs et experts de la recherche et de l'innovation.

    Le lecteur y trouvera un bilan d'ensemble, ainsi que des analyses et des propositions sur plusieurs questions majeures : les besoins de la société ; les logiques territoriales,européennes, internationales ; les nouveaux outils ; les conditions d'une meilleure synergie entre la recherche publique et les entreprises ; le rôle des PME en matière d'innovation.

    /> Un état des lieux précis et une vision ouverte sur l'avenir.

  • Voulez-vous connaître la mécanique quantique ? voulez-vous apprendre à calculer une équation de schrödinger ? voulez-vous comprendre la décohérence ou le passage du microscopique au macroscopique ? ou l'irréversibilité du temps ? la causalité ? la dualité onde-corpuscule ? le paradoxe de einstein-podolsky-rosen ? roland omnès a écrit cette introduction à la mécanique quantique pour en démonter pas à pas le formalisme et en expliciter les concepts fondamentaux.
    Il veut faire comprendre la puissance expérimentale de cette physique jamais démentie, et sa puissance théorique qui oblige à repenser la matière et le fonctionnement de notre esprit.

  • Les plus grands spécialistes français se sont penchés sur les différents aspects de la chimie : étude de la matière, chimie polluante ou non polluante, l'art de la chimie, etc.

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