Équation de Shreddinger : quand le principe d'incertitude monte à 12 – Physics World

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déchiqueter (ʃrɛd), verbe (intransitif, argot): jouer d'une guitare électrique en utilisant des séries de notes de manière à produire un son déformé (c'est-à-dire étrange et parfois désagréable) -
une définition plutôt douteuse, gracieuseté du Dictionnaire anglais de Cambridge.

Je pense qu'il est prudent de dire que la musique heavy metal est généralement perçue comme n'étant ni un défi cérébral ni une forme d'art particulièrement intellectuelle. En effet, pour la plupart des personnes extérieures à la sous-culture, il s’agit essentiellement de bruit pour les Néandertaliens. La mécanique quantique, quant à elle, est considérée comme l’une des plus grandes réalisations intellectuelles de l’humanité. En fait, c'est tellement exigeant sur le plan conceptuel que même si vous pensez le comprendre, vous ne le comprenez pas.

Alors, que se passe-t-il lorsque les muscles du métal rencontrent le cerveau de la physique quantique ? C'est une question sur laquelle je fais des recherches intensives depuis que j'ai été invité par l'Institut de physique il y a plus de dix ans à contribuer à son (maintenant malheureusement disparu) physiquefocus Blog. Même si j'ai toujours eu un vif intérêt pour l'écriture, je n'avais jamais blogué auparavant et je ne savais pas vraiment comment positionner au mieux mes articles. J’ai donc suivi le conseil standard : écrivez ce que vous savez.

Superposant mes doubles obsessions du métal et de la physique, en 2013, j'ai a écrit un morceau dans lequel j'ai essayé d'expliquer le principe d'incertitude de Heisenberg dans le contexte des guitares haletantes de Metallica, Megadeth, Opeth et al. L'écrire était tellement amusant – c'est simplement une analyse de Fourier appliquée, après tout – que le lien métal-quantique est devenu le thème d'un livre entier. Quand le principe d'incertitude passe à 11 : ou comment expliquer la physique quantique avec le métal lourd a été dûment publié en 2018..

Mais pourrions-nous pousser le mélange du métal et de la physique quantique au-delà de 11, jusqu'à un 12 bouleversant sur le bouton de volume ? Au lieu de simplement écrire sur les connexions, pourquoi ne pas intégrer les concepts quantiques directement, de bas en haut, dans une chanson métal ? Dérivons les riffs, les rythmes et les paroles des équations, constantes et théories de la physique. Si le multivers existait, il y aurait toujours un univers dans lequel le « métal quantique » existerait, et ce pourrait tout aussi bien être celui-ci.

La chanson qui en résulte, "Tais-toi et calcule", a été récemment publié sur le Soixante symboles chaine YouTube, qui est une collaboration entre le cinéaste/vidéojournaliste Brady Haran et des physiciens de l'Université de Nottingham. (En fait, le titre de cet article est tiré directement d'un commentaire laissé par un spectateur sous la vidéo – alors merci @muusers.) Je dois admettre que Brady m'a déjà fait plaisir en ce qui concerne les liens métal-mathématiques après notre collaboration. avec Dave Brown sur un chanson inspirée du nombre d'or en 2012 pour Brady Nombrephile chaine.

Pourrions-nous pousser le mélange du métal et de la physique quantique au-delà de 11, jusqu'à un 12 bouleversant sur le bouton de volume ?

Avec « Tais-toi et calcule », cependant, nous voulions pousser les limites de la science des métaux beaucoup plus loin de sorte que non seulement la chanson serait animée par un encodage musical de concepts quantiques, mais que les étudiants en physique, les enseignants et les chercheurs seraient également directement impliqués dans sa création. Un immense merci donc au cinéaste Sean Riley, qui est habituellement derrière le informaticien caméra, pour son montage inspiré de troupeaux de gigaoctets de séquences pour produire le film final Soixante symboles vidéo. Des remerciements à couper le souffle doivent également être adressés à David Domminney Fowler – guitariste du groupe australien Pink Floyd (regardez-les si vous êtes un fan de Floyd), producteur, ingénieur du son, occasionnel. informaticien contributeur et uber-geek avoué – pour le mixage de la chanson.

La chanson présente le jeu de basse de James Theobald – responsable de la physique au École de la cathédrale à Southwell, Nottinghamshire – avec un solo de guitare de Chris Morley, postdoctorant en technologies quantiques à Nottingham. Au milieu de la chanson, il y a un « chœur » d'étudiants de premier cycle de Nottingham scandant « Ceci est la racine de toutes choses » sous la lecture d'un passage clé du classique de 1930 de Paul Dirac. Les principes de la mécanique quantique.

Lorsqu’il s’agissait de choisir le titre et le refrain de la chanson, il n’y avait vraiment pas d’autre choix. Il fallait que ce soit « Shut Up And Calculate » – l’avertissement éternel aux étudiants de premier cycle en physique lorsqu’il s’agit de se familiariser avec la mécanique quantique. Si vous voulez savoir comment nous avons caché les équations et les concepts quantiques dans la chanson, tous les détails sanglants sont sur mon site. Symptômes de l'univers Blog. En bref, voici quelques-unes des cartographies physique-métal que nous avons utilisées. Les riffs d'ouverture sont une cartographie des chiffres (en unités SI) de ±/2m (la guitare tourne à gauche) et ħ (panoramique à droite) aux notes d'une gamme mineure harmonique C, codant des constantes dans l'équation de Schrödinger dépendant du temps. Ces riffs sont contrebalancés par des accents drum-bass qui suivent une séquence 1, 4, 9, 16, c'est à dire correspondre aux valeurs propres énergétiques pour un puits de potentiel 1D infini.

La capacité de se connecter avec différents publics était une motivation clé pour cette nouvelle chanson

Sous le refrain, il y a un motif de grosse caisse répété 6..6..2..6..0..7, ponctué par la caisse claire, qui représente les premiers chiffres de la constante de Planck, h. Ce modèle se transforme en battements de caisse claire ponctués par la grosse caisse après le code Morse pour « e to i pi » (c'est-à-dire e^jeπ) – un déphasage de 180 degrés – retentit au milieu de la chanson. J'ai dit que nous avions poussé le truc du métal quantique bien au-delà de 11 !

Après avoir téléchargé le Nombrephile chanson du nombre d'or il y a toutes ces années, l'un des commentaires sous la vidéo qui m'a vraiment marqué était : « Je pense que tu viens de me faire aimer les mathématiques. Des salauds intelligents. C'est exactement cette capacité à se connecter avec des publics différents – qui autrement pourraient malheureusement penser que la physique ou les mathématiques ne sont pas pour eux – qui a été une motivation clé pour cette nouvelle chanson et bien sûr pour mon livre.

Il est tout aussi motivant de contrer le vieux stéréotype éculé selon lequel la science n’est pas créative. Je crois qu'il y a autant de créativité impliquée dans la mise en place d'une expérience physique ou d'un calcul que dans la peinture, la poésie ou l'écriture de chansons. Il est essentiel de franchir le fossé arts-sciences, dans les deux sens, pour contrer ce mythe. Et si nous pouvons le faire grâce au métal, tant mieux.

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• La source: https://physicsworld.com/a/shreddingers-equation-when-the-uncertainty-principle-goes-up-to-12/