15. Le principe d’incertitude d’Heisenberg

En 1926, un intense débat commença entre Werner Heisenberg et Erwin Schrödinger. À moins d’un an d’écart, ils avaient présenté deux façons radicalement différentes de calculer les états d’énergie quantifiés des électrons dans les atomes, chacune ayant des implications très différentes.
Heisenberg avait proposé sa mécanique des matrices, description mathématique des liens entre les états d’énergie des électrons et les raies spectrales produites par ces électrons quand ils faisaient des sauts quantiques entre les niveaux d’énergie. Il s’agissait d’une réussite technique, mais les physiciens hésitaient à les utiliser car ils ne comprenaient pas le sens des équations – formulées dans le langage des matrices qui leur était peu familier.
Fort du soutien d’Einstein, le formalisme proposé par Schrödinger semblait plus accessible. La mécanique ondulatoire, qui décrivait les énergies des électrons en termes d’harmoniques et d’ondes stationnaires, faisait appel à des concepts plus familiers. Et elle s’accordait avec l’idée de de Broglie selon laquelle la matière pouvait se comporter comme une onde, idée confirmée par des expériences qui montraient que les électrons sont diffractés et interfèrent.En mai 1926, Schrödinger publia un article où il établissait que la mécanique des matrices et la mécanique ondulatoire donnaient des résultats similaires – elles étaient mathématiquement équivalentes. Il soutenait néanmoins que sa théorie ondulatoire était meilleure, ce qui contraria Heisenberg…