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Mon grand mécano quantique (Sciences)
Inaccessible, la physique quantique? Entrez dans le grand mécano de Julien Bobroff et bientôt supraconductivité, effet tunnel, IRM, spin et autre laser n’auront plus de secret pour vous!En une dizaine d’expériences, parmi les plus sidérantes de la physique moderne, découvrez de drôles de laboratoires, de folles inventions et surtout des physiciens aussi géniaux que bricolo…Julien Bobroff est physicien et professeur à l’université Paris-Sud. Après avoir longtemps exploré les subtilités du magnétisme et de la supraconductivité, il dirige une équipe de recherche inédite, «La physique autrement», dédiée à la vulgarisation : expositions, conférences, vidéos, animations, sites Internet, etc. (www.vulgarisation.fr).
- GenresScience
194 pages, Kindle Edition
Published February 13, 2019
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Community Reviews
Displaying 1 - 4 of 4 reviews
January 14, 2026
In diesem Werk erzählt der Experimentalphysiker Julien Bobroff die Geschichte der Quantenphysik anhand von elf wegweisenden Experimenten, in denen Forschende das scheinbar Unmessbare messbar machten. Im Zentrum stehen nicht abstrakte Gleichungen, sondern der konkrete Laboralltag: Beharrlichkeit, Zufälle, Fehlversuche – und gelegentlich explodierende Apparaturen.
Bobroff zeigt, wie aus theoretischen Vermutungen durch präzise Experimente belastbares Wissen wurde und wie diese Erkenntnisse unser heutiges Verständnis von Materie, Naturkonstanten und Technologie grundlegend geprägt haben. Phänomene wie Welle-Teilchen-Dualismus, Supraleitung oder Schrödingers Katze werden nicht nur erklärt, sondern in ihrer experimentellen Entstehung nachvollziehbar gemacht. Zugleich wird deutlich, wie aus Grundlagenforschung Technologien wie Laser, Elektronenmikroskop oder MRT hervorgingen.
Besonders überzeugend ist der menschliche Zugang: Wissenschaft erscheint hier nicht als geradliniger Fortschritt, sondern als tastender Prozess – vom Einsatz einfachster Mittel bis zu hochkomplexen Messapparaturen.
Die elf Entdeckungen im Überblick
1. Der experimentelle Beweis der Atome
Jean Perrin zeigte 1911 mithilfe der Brownschen Bewegung, dass Materie tatsächlich aus Atomen besteht. Mit winzigen Harzpartikeln in Flüssigkeit bestimmte er die Avogadro-Konstante und lieferte einen entscheidenden experimentellen Beleg für die Atomtheorie.
2. Die Wellen-Teilchen-Dualität der Elektronen
Clinton Davisson und Lester Germer entdeckten – ausgelöst durch eine Labor-Explosion –, dass Elektronen an Kristallen gebeugt werden. Ihr Experiment bestätigte Louis de Broglies kühne These, dass Materie Welleneigenschaften besitzt.
3. Quantisierung und Spin
Das Stern–Gerlach-Experiment von 1922 zeigte, dass Atome in Magnetfeldern nur diskrete Orientierungen annehmen. Diese Richtungsquantelung führte zum zentralen Konzept des quantenmechanischen Spins.
4. Dekohärenz und Schrödingers Katze
Serge Haroche gelang es 1996, den Übergang von quantenmechanischer Überlagerung zur klassischen Welt experimentell zu beobachten. In Photonenkavitäten untersuchte er, wie Quantenobjekte ihre „Mehrdeutigkeit“ verlieren.
5. Der Tunneleffekt
Mit dem Rastertunnelmikroskop nutzten Gerd Binnig und Heinrich Rohrer die Fähigkeit von Teilchen, klassisch unüberwindbare Barrieren zu durchdringen – und machten so einzelne Atome sichtbar.
6. Die Entdeckung der Supraleitung
Heike Kamerlingh Onnes stellte 1911 fest, dass Quecksilber bei extrem tiefen Temperaturen seinen elektrischen Widerstand vollständig verliert – eine Entdeckung mit enormen technologischen Folgen.
7. Der Quanten-Hall-Effekt
Klaus von Klitzing fand 1980 exakt quantisierte Widerstandswerte in zweidimensionalen Elektronensystemen. Diese Effekte hängen mit topologischen Eigenschaften zusammen und dienen heute als internationale Messstandards.
8. Der Laser
Aufbauend auf Einsteins Konzept der stimulierten Emission entwickelten Charles Townes und andere kohärente Lichtquellen. Theodore Maiman konstruierte 1960 den ersten funktionierenden Rubinlaser.
9. Kernspinresonanz und MRT
Aus der Grundlagenforschung zur Kernspinresonanz entwickelte Paul Lauterbur die Magnetresonanztomographie. Durch Magnetfeldgradienten gelang erstmals eine räumliche Bildgebung aus dem Körperinneren.
10. Das Bose-Einstein-Kondensat
1995 kühlten Teams um Cornell, Wieman und Ketterle Atome so stark ab, dass sie zu einer einzigen quantenmechanischen „Materiewelle“ verschmolzen – ein neues Aggregat mit einzigartigen Eigenschaften.
11. Graphen
André Geim und Konstantin Novoselov isolierten 2003 mit einfachem Klebeband eine einzelne Kohlenstoffschicht. Graphen vereint extreme Stabilität, Leitfähigkeit und ungewöhnliche Quanteneffekte.
Fazit
Bobroffs Buch zeigt eindrucksvoll, dass die Quantenphysik nicht im Elfenbeinturm entstanden ist, sondern im Labor – durch kluge Experimente, pragmatische Ideen und gelegentlich überraschend einfache Mittel. Die elf Fallstudien machen deutlich, wie sehr unser modernes Weltbild auf messbaren, oft mühsam errungenen Ergebnissen beruht. Ein ebenso lehrreiches wie unterhaltsames Plädoyer für die experimentelle Seite der Physik.
Bobroff zeigt, wie aus theoretischen Vermutungen durch präzise Experimente belastbares Wissen wurde und wie diese Erkenntnisse unser heutiges Verständnis von Materie, Naturkonstanten und Technologie grundlegend geprägt haben. Phänomene wie Welle-Teilchen-Dualismus, Supraleitung oder Schrödingers Katze werden nicht nur erklärt, sondern in ihrer experimentellen Entstehung nachvollziehbar gemacht. Zugleich wird deutlich, wie aus Grundlagenforschung Technologien wie Laser, Elektronenmikroskop oder MRT hervorgingen.
Besonders überzeugend ist der menschliche Zugang: Wissenschaft erscheint hier nicht als geradliniger Fortschritt, sondern als tastender Prozess – vom Einsatz einfachster Mittel bis zu hochkomplexen Messapparaturen.
Die elf Entdeckungen im Überblick
1. Der experimentelle Beweis der Atome
Jean Perrin zeigte 1911 mithilfe der Brownschen Bewegung, dass Materie tatsächlich aus Atomen besteht. Mit winzigen Harzpartikeln in Flüssigkeit bestimmte er die Avogadro-Konstante und lieferte einen entscheidenden experimentellen Beleg für die Atomtheorie.
2. Die Wellen-Teilchen-Dualität der Elektronen
Clinton Davisson und Lester Germer entdeckten – ausgelöst durch eine Labor-Explosion –, dass Elektronen an Kristallen gebeugt werden. Ihr Experiment bestätigte Louis de Broglies kühne These, dass Materie Welleneigenschaften besitzt.
3. Quantisierung und Spin
Das Stern–Gerlach-Experiment von 1922 zeigte, dass Atome in Magnetfeldern nur diskrete Orientierungen annehmen. Diese Richtungsquantelung führte zum zentralen Konzept des quantenmechanischen Spins.
4. Dekohärenz und Schrödingers Katze
Serge Haroche gelang es 1996, den Übergang von quantenmechanischer Überlagerung zur klassischen Welt experimentell zu beobachten. In Photonenkavitäten untersuchte er, wie Quantenobjekte ihre „Mehrdeutigkeit“ verlieren.
5. Der Tunneleffekt
Mit dem Rastertunnelmikroskop nutzten Gerd Binnig und Heinrich Rohrer die Fähigkeit von Teilchen, klassisch unüberwindbare Barrieren zu durchdringen – und machten so einzelne Atome sichtbar.
6. Die Entdeckung der Supraleitung
Heike Kamerlingh Onnes stellte 1911 fest, dass Quecksilber bei extrem tiefen Temperaturen seinen elektrischen Widerstand vollständig verliert – eine Entdeckung mit enormen technologischen Folgen.
7. Der Quanten-Hall-Effekt
Klaus von Klitzing fand 1980 exakt quantisierte Widerstandswerte in zweidimensionalen Elektronensystemen. Diese Effekte hängen mit topologischen Eigenschaften zusammen und dienen heute als internationale Messstandards.
8. Der Laser
Aufbauend auf Einsteins Konzept der stimulierten Emission entwickelten Charles Townes und andere kohärente Lichtquellen. Theodore Maiman konstruierte 1960 den ersten funktionierenden Rubinlaser.
9. Kernspinresonanz und MRT
Aus der Grundlagenforschung zur Kernspinresonanz entwickelte Paul Lauterbur die Magnetresonanztomographie. Durch Magnetfeldgradienten gelang erstmals eine räumliche Bildgebung aus dem Körperinneren.
10. Das Bose-Einstein-Kondensat
1995 kühlten Teams um Cornell, Wieman und Ketterle Atome so stark ab, dass sie zu einer einzigen quantenmechanischen „Materiewelle“ verschmolzen – ein neues Aggregat mit einzigartigen Eigenschaften.
11. Graphen
André Geim und Konstantin Novoselov isolierten 2003 mit einfachem Klebeband eine einzelne Kohlenstoffschicht. Graphen vereint extreme Stabilität, Leitfähigkeit und ungewöhnliche Quanteneffekte.
Fazit
Bobroffs Buch zeigt eindrucksvoll, dass die Quantenphysik nicht im Elfenbeinturm entstanden ist, sondern im Labor – durch kluge Experimente, pragmatische Ideen und gelegentlich überraschend einfache Mittel. Die elf Fallstudien machen deutlich, wie sehr unser modernes Weltbild auf messbaren, oft mühsam errungenen Ergebnissen beruht. Ein ebenso lehrreiches wie unterhaltsames Plädoyer für die experimentelle Seite der Physik.
September 9, 2023
10 expériences de mécaniques quantique qui ont tous amené à des prix nobels et qui ont toutes été astucieuses, chanceuses…
C'est un moyen intéressant de naviguer certaines notions de la mécanique quantique au travers d'anecdotes historiques.
Le livre est intéressant et court, on y apprend des anecdotes, mais aussi des concepts scientifiques. Il ne faut pas croire qu'on aura une connaissance de la mécanique quantique à la fin du livre.
En tout cas ça aide à faire comprendre comment la science, la physique expérimentale surtout, s'est fait au cours des derniers 100 ans. On voit bien l'évolution, du bricolage a des techniques de pointe.
Un bon livre, c'est mieux si on aime la physique.
C'est un moyen intéressant de naviguer certaines notions de la mécanique quantique au travers d'anecdotes historiques.
Le livre est intéressant et court, on y apprend des anecdotes, mais aussi des concepts scientifiques. Il ne faut pas croire qu'on aura une connaissance de la mécanique quantique à la fin du livre.
En tout cas ça aide à faire comprendre comment la science, la physique expérimentale surtout, s'est fait au cours des derniers 100 ans. On voit bien l'évolution, du bricolage a des techniques de pointe.
Un bon livre, c'est mieux si on aime la physique.
December 31, 2020
Vraiment très agréable à lire. On se laisse prendre par la main. Et on a l’impression d’avoir compris à l’issu de chaque chapitre. On pense avoir percé les secrets de la phy qu. Est-ce bien vrai? Quasiment en fait car l’auteur sait faire ressortir les éléments essentiels, les facettes indispensables à une compréhension des phénomènes souvent subtils qu’il aborde. Chaque chapitre est tes clair. On peut les lire indépendamment les uns des autres
May 29, 2024
N'étant pas une connaisseuse dans ce domaine, ce livre est un bon aperçu des découvertes quantiques. Ce monde est fascinant et difficilement imaginable avec notre seule capacité d'abstraction.
Cependant j'ai trouvé les explications un peu complexes pour de la vulgarisation. Les encadrés de fin de chapitre m'ont permis de plus, voire de totalement comprendre ce qui a été dit.
Cependant j'ai trouvé les explications un peu complexes pour de la vulgarisation. Les encadrés de fin de chapitre m'ont permis de plus, voire de totalement comprendre ce qui a été dit.
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