Le Docteur Tsinghua Explique Le « Monde Quantique » Des Films Marvel
« Ant-Man et la Guêpe » est un nœud important qui relie les troisième et quatrième phases de l'univers Marvel. Le « monde quantique » de l’histoire est le concept le plus critique pour ouvrir le nouveau multivers Marvel.
Le film sortira au format IMAX 3D le 24 août. Jetons d'abord un œil à la bande-annonce~
État quantique, canal quantique, monde quantique, intrication quantique... En tant que fans de cinéma geek, nous devons d'abord comprendre ces concepts qui brûlent le cerveau avant de regarder "Ant-Man et la Guêpe" afin de mieux apprécier le mystère du film.
Remerciements particuliers à Wang Ce, titulaire d'un doctorat. en physique quantique de l'Université Tsinghua, pour avoir travaillé avec nous pour débloquer le code quantique derrière « Ant-Man ».
Wang Ce
Université Tsinghua
Doctorat en physique quantique et apprentissage automatique
A publié de nombreux articles sur « Dynamique des états topologiques quantiques et effets d'interaction »
Articles sur les « Méthodes d'apprentissage automatique pour la recherche en physique », etc.
Bien que le quantique soit la plus petite chose de l’univers, ce qui est intéressant c’est qu’il représente la plus grande avancée scientifique du siècle dernier et cache des possibilités infinies.
Dans l'histoire « Ant-Man » de Marvel, le Dr Hank Pym a découvert que les « particules Pym » peuvent permettre à la matière d'entrer et de sortir d'une autre dimension de l'espace, rendant ainsi les choses plus grandes ou plus petites. Il a personnellement transformé Scott Lang en super-héros de la taille d'une fourmi, « Ant-Man ».
Janet van Dyne, l'épouse de Pym et la « Guêpe originelle », s'est rétrécie dans le monde quantique afin d'empêcher l'explosion d'une bombe nucléaire et a disparu pendant 30 ans.
Dans « Ant-Man 1 », Scott Lang a été brièvement piégé dans le monde quantique, mais il a ajusté son costume d'Ant-Man et s'est échappé ; Ainsi, l'histoire de « Ant-Man et la Guêpe » tourne autour de tout le monde se rendant dans le monde quantique pour sauver Janet van Dyne.
La quatrième phase des films Marvel mettra davantage l’accent sur le multivers et l’exploration interstellaire ; Ant-Man et le « concept quantique » joueront également un rôle crucial dans « Avengers 4 » !
La mécanique quantique n’est pas une histoire de film, c’est la loi essentielle qui régit la composition et le fonctionnement de toutes choses dans ce monde.
Quand tout est réduit à l'état microscopique, vous découvrirez un monde rempli de phénomènes étranges où tout est possible !
Nous savons que la matière est constituée d’atomes ; et les atomes sont constitués de noyaux atomiques et d'électrons en orbite autour des noyaux, que nous appelons collectivement particules subatomiques.
Les électrons sont en fait une sorte d’« onde ».
Bien que tout dans le monde soit composé d'électrons, « l'existence de la matière » dépend des caractéristiques des différentes ondes, de sorte que tout le monde semble complètement différent.
Les propriétés de ces ondes de matière déterminent l’espace et la distance des électrons lorsqu’ils orbitent autour du noyau.
Il s'agit du système d'ordre le plus strict de l'univers : les électrons sont séparés par de grandes distances, il y a donc beaucoup d'espace dans les atomes qui les composent, qui est presque vide.
Le principe d'exclusion de Pauli des électrons stipule qu'ils ne sont pas autorisés à exister exactement dans la même position au même moment, donc les petits amis doivent maintenir une grande distance de sécurité entre eux.
Les électrons de même charge se repoussent.
Dans l'histoire « Ant-Man », les « particules Pym » peuvent réinitialiser la distance spatiale entre les électrons, rendant ainsi les objets « plus grands ou plus petits ». Il s'agit d'une « expérience de pensée physique » artistique.
Imaginez regarder ce genre d'effet spécial « d'agrandissement et de rétrécissement » sur l'écran géant IMAX avec 26% d'image supplémentaires. Ne serait-ce pas encore plus excitant ?
De plus, le système sonore époustouflant du cinéma IMAX donne l'impression que le bourdonnement des ailes d'Ant-Man et de la Guêpe dans le monde microscopique est juste à côté de vos oreilles, doublant ainsi l'expérience auditive.
Parlons du « Quantum Tunneling » dans le film.
Bien que le « tunnel quantique » soit imaginaire, il est tout à fait possible que des particules subatomiques (électrons) « voyagent » à travers la matière solide sous les effets étranges de la mécanique quantique !
À l’échelle subatomique, on ne sait jamais où se trouve une particule ni où elle va ; lorsque vous essayez de mesurer sa position avec précision, vous ne pouvez pas mesurer sa trajectoire, et vice versa.
Par conséquent, la fonction d'onde de « l'onde de matière » peut également être interprétée comme une « onde de densité de probabilité ».
En d’autres termes, tout ce que nous pouvons faire est de décrire la probabilité qu’une particule puisse se trouver à un certain endroit à un moment donné.
Utilisez « l'équation de Schrödinger » donnée par le « tueur de chats » Schrödinger.
Il existe donc toujours une possibilité (aussi infime soit-elle) qu'une particule se retrouve là où elle ne devrait pas être, par exemple de l'autre côté d'un mur.
Ce phénomène est appelé « effet tunnel quantique ».
Plus une particule se déplace rapidement, plus elle possède d’énergie et plus elle a de chances de franchir un « obstacle impossible ».
Si vous voulez traverser un mur dans l'état quantique, vous devez courir aussi vite que possible et essayer encore et encore pour obtenir une très petite chance de succès - mais ce n'est pas impossible.
Les applications pratiques du « tunneling quantique » incluent la fusion nucléaire stellaire et les dispositifs à l’état solide tels que les transistors artificiels.
Le méchant Ghost dans « Ant-Man et la Guêpe » démontre en fait un « effet tunnel quantique » de manière macroscopique. Elle a dû modifier sa fonction d'onde et son état d'onde d'une manière ou d'une autre, de sorte que la probabilité de « tunneling » est proche de 100%.
Si elle maîtrisait ce « super pouvoir », elle pourrait apparaître dans presque toutes sortes d'endroits incroyables en même temps, et pas seulement « traverser les murs ».
En physique quantique, le concept le plus bizarre est « l’intrication quantique ».
C'est:
Une manière dont une particule affecte une autre particule de manière apparemment instantanée, quelle que soit la distance qui les sépare.
Lorsque « deux particules sont dans un état intriqué », les états des deux particules s’influencent mutuellement.
Par exemple, disons que nous avons deux pièces, une bleue et une rouge : la pièce 1 et la pièce 2.
Supposons que deux pièces quantiques soient intriquées et que nous les placions dans des boîtes opaques séparées afin que personne ne connaisse leurs couleurs respectives.
Maintenant, quelqu'un court à l'autre bout de la galaxie avec la boîte de pièces 1 ; Lorsque nous ouvrons la boîte contenant la pièce 1 et regardons la couleur, nous pouvons être sûrs à 100 % de la couleur de la pièce 2.
Ce qui est encore plus étonnant, c’est qu’avant l’ouverture de la boîte, la pièce 1 n’est ni bleue ni rouge. Ce n'est qu'après avoir été observé qu'il est possible de déterminer s'il est bleu ou rouge.
L'état de la pièce dans la boîte lorsqu'elle n'est pas observée est décrit mathématiquement par l'une des fonctions d'onde quantiques comme une « superposition » de bleu et de rouge.
Quand je regarde la couleur de la pièce 1, elle se fixe sur une couleur, tandis que la pièce 2 de l'autre côté de la galaxie change immédiatement de couleur.
Si vous ouvrez la boîte et observez la couleur de la pièce 2, on considère que l'intrication quantique est rompue.
Vous devez attendre avec impatience que mes messages exclusifs voyagent à travers la galaxie pour vraiment déterminer qui vous êtes.
Par conséquent, l’intrication quantique peut être utilisée dans la cryptographie et les dispositifs de supercalcul de nouvelle génération.
Le monde quantique est un univers fou ! Plus vous le comprendrez, toutes les lois physiques connues du monde macroscopique, les dimensions du temps et de la distance, la direction du mouvement des objets... seront brisées, et toutes sortes de nouvelles possibilités émergeront - c'est pourquoi les esprits les plus intelligents du monde en sont obsédés !
Le consultant scientifique de la série de films « Ant-Man » est Spyridon Michalakis, physicien quantique du California Institute of Technology. On dit que l'intrigue et les effets spéciaux du film sont conçus sur la base des résultats de recherches scientifiques, et les scientifiques sont également profondément impliqués dans la création.
▲ L'expert en physique quantique Spyridon (à gauche) et Stan Lee (à droite)
▲ Spyridon (à gauche) et l'équipe créative principale de « Ant-Man »
« Ant-Man et la Guêpe » ne passionne pas seulement les fans de cinéma, mais rend également les personnes qui font de la recherche en physique quantique encore plus enthousiastes.
Il utilise l’écran géant IMAX pour présenter un monde quantique microscopique imaginé par la science. Les chercheurs engagés dans la recherche en physique quantique veulent également voir à quoi ressemblera ce monde entre les mains d’une équipe créative visuelle de haut niveau.
▲ Le monde quantique « conçu » par des physiciens pour Marvel
▲ Le « trou noir » du film « Interstellar » de Nolan est entièrement conçu sur la base du modèle théorique de Kip Thorne, professeur de physique au California Institute of Technology.
Il est recommandé de choisir la version IMAX 3D pour regarder Ant-Man et la Guêpe. En plus de l'expérience cinématographique immersive que recherchent les geeks, il y a aussi l'avantage le plus pratique : il dispose d'une image 26% supplémentaire par rapport aux autres formats, ce qui rendra l'expérience audiovisuelle plus agréable !
