Parallel Perspectives
Notion I — Dualité onde-corpuscule

L'expérience de la double fente : la dualité onde-corpuscule

La même particule se comporte différemment selon qu'on l'observe ou non. C'est l'un des paradoxes les plus profonds de la physique.

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Particules émises
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Détections écran
Onde
Mode actuel
Propagation de l'onde
Impact (mode particule)
Franges d'interférence
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Mode onde : sans observation
Sans détecteur, chaque particule passe par les deux fentes simultanément et interfère avec elle-même. Les ondes se renforcent ou s'annulent, créant des franges alternées lumineuses et sombres sur l'écran — la signature incontestable d'un comportement ondulatoire.

Qu'est-ce que l'expérience de la double fente ?

En 1801, Thomas Young fait passer de la lumière à travers deux fentes parallèles. Sur l'écran, il n'observe pas deux bandes lumineuses mais une alternance de franges claires et sombres : la signature d'une onde qui interfère avec elle-même. Au XXe siècle, l'expérience est refaite avec des électrons envoyés un par un. Chaque électron laisse un impact unique, comme une particule, mais l'accumulation des impacts dessine peu à peu la même figure d'interférence, comme une onde.

Pourquoi les franges disparaissent-elles quand on observe ?

Si l'on place un détecteur pour savoir par quelle fente passe chaque particule, les franges disparaissent et l'on retrouve deux bandes, comme avec des billes. Ce n'est pas la conscience d'un observateur qui agit : c'est l'interaction physique avec l'appareil de mesure. Dès que l'information « par quel chemin » existe quelque part, les deux possibilités ne peuvent plus interférer.

La dualité onde-corpuscule

En 1924, Louis de Broglie propose que toute particule possède une longueur d'onde, λ = h/p, où h est la constante de Planck et p la quantité de mouvement. Lumière et matière ne sont ni des ondes ni des particules au sens classique : ce sont des objets quantiques qui montrent l'un ou l'autre aspect selon la manière dont on les interroge.