Watchmen : la science du docteur Manhattan

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Parmi tous les personnages qui peuplent Alan Moore et Dave Gibbons Veilleurs , la figure bleue et brillante du Dr Manhattan se distingue comme un être divin qui dépasse apparemment l'entendement.

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Pourtant, lorsque les cinéastes de Gardiens de 2009 approché du personnage, il était essentiel d'en comprendre le plus possible sur le Dr Manhattan et ses étranges pouvoirs. Ils ont donc demandé l'aide de James Kakalios, un professeur de physique à l'Université du Minnesota qui a écrit le livre, La physique des super-héros .

Agissant en tant que consultant scientifique sur le film, Kakalios a guidé les cinéastes sur tout, de ce à quoi ressemble un laboratoire de physique à la psychologie derrière des chercheurs obsédés. Mais de nombreuses conversations se sont concentrées sur l'énigmatique Docteur Manhattan, dont Kakalios – un fan des bandes dessinées Watchmen – était plus qu'heureux de discuter.

'La plupart de [Dr. Les pouvoirs de Manhattan], mais pas tous, ont un aspect mécanique quantique », explique Kakalios. 'Nous avons parlé des choses que vous pouviez voir que les électrons font, et vous devez faire un acte de foi majeur pour l'extrapoler jusqu'au Dr Manhattan faisant ces choses, mais d'une manière ou d'une autre, c'est dans la même suspension large d'incrédulité.'

Dans le film, ainsi que dans la célèbre série de bandes dessinées sur laquelle il est basé, le docteur Manhattan à la peau bleue a acquis ses capacités après avoir été pris dans une chambre appelée 'soustracteur de champ intrinsèque'. Selon l'histoire d'Alan Moore et Dave Gibbons, l'expérience l'a transformé en un super-héros quantique qui pourrait apparemment exister en dehors de l'espace et du temps, se téléportant et se divisant en plusieurs copies différentes de lui-même.

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Newsarama a parlé au professeur Kakalios de quelques-unes de ses théories sur la science derrière le Dr Manhattan - tout d'abord... qu'est-ce qu'un « soustracteur de champ intrinsèque » ?

'Dans le roman graphique, Wally Weaver dit : 'Et s'il y avait une sorte de champ retenant tout sauf la gravité ?' Ils appellent cela le champ intrinsèque.

Bien que le terme « champ intrinsèque » ne soit pas utilisé pour décrire ce concept dans la vraie science, l'idée a un fondement dans la réalité.

'Les scientifiques disent en ce moment : 'En dehors de la gravité, quelles autres forces maintiennent les choses ensemble ?', dit-il. «L'électromagnétisme est essentiellement la force qui maintient vos atomes ensemble, puis il y a une force nucléaire forte et une force nucléaire faible qui agissent à l'intérieur de vos noyaux, à l'intérieur de vos atomes. Et la force forte maintient vos noyaux ensemble.

« Un peu plus tôt dans la journée, assis dans un colloque animé par un de mes collègues, il parlait de l'unification de la force forte, de la force faible et de la force électromagnétique. Cela ne se produit qu'à une énergie si vaste que nous ne pouvons même pas imaginer la créer », déclare Kakalios. «Vous auriez besoin d'un accélérateur de particules un billion de fois plus puissant que l'accélérateur de particules le plus puissant jamais construit pour atteindre ces régimes.

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'Donc, cette chambre est assez difficile dans laquelle Jon Osterman est enfermé. Mais ce sont les types de détails qui, en termes d'histoire, ne sont pas très significatifs. Et même si cela nécessiterait un niveau de puissance presque inimaginable, c'est quelque chose que l'on peut trouver dans le large éventail de la physique quantique.

Donc, en comprenant cette idée scientifique fictive d'un « champ intrinsèque », la question suivante est évidente : si vous pouviez désactiver le champ intrinsèque de quelqu'un, que se passerait-il ?

'Il n'y aurait pas d'électromagnétisme pour maintenir les atomes ensemble, il n'y aurait pas de force puissante pour maintenir les noyaux des atomes ensemble', explique Kakalios. 'Vous seriez littéralement désintégré au niveau subatomique.'

'Maintenant, vous ne seriez certainement pas capable de vous ressaisir. Mais sans cela, il n'y a pas d'histoire », ajoute Kakalios. 'Le premier acte de foi est qu'ils sont capables de produire assez de puissance pour le mettre en pièces, et le plus grand acte de foi est qu'il est capable de revenir.'

En parlant de sauts, l'un des aspects clés des capacités du Dr Manhattan est celui de la téléportation. Kakalios dit que même si la 'téléportation' n'est pas exactement un terme scientifique, il existe un phénomène de mécanique quantique appelé 'effet tunnel quantique' qui pourrait expliquer la capacité du Dr Manhattan.

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«L'effet tunnel quantique est l'endroit où un électron peut se trouver dans un métal et apparaître soudainement dans un autre métal, même s'il est séparé par un vide d'espace», explique-t-il. «Et cela peut arriver avec une certaine probabilité même si l'électron n'a jamais assez d'énergie pour produire une étincelle et sauter d'un métal à l'autre. Fondamentalement, parce qu'il a une nature ondulatoire, une partie de l'onde peut en fait s'échapper d'un métal, et si l'onde s'étend suffisamment loin, elle peut se retrouver dans le deuxième métal. Et puis il y a une probabilité que ce soit là.

Kakalios dit que le tunnel mécanique quantique est un concept très connu, ayant été découvert il y a des décennies.

'C'est quelque chose qui, en fin de compte, je ne sais pas si quelqu'un comprend vraiment, pleinement cela.' Ils s'y habituent juste en quelque sorte », rit-il. «Il y a actuellement des diodes à effet tunnel dans votre téléphone portable qui utilisent ce processus de mécanique quantique afin de réguler les courants afin que votre téléphone portable fonctionne. Et l'effet tunnel mécanique quantique est la base pour pouvoir fabriquer des microscopes capables de voir des atomes individuels sur des surfaces. Donc, à un moment donné, nous avons suffisamment compris cela pour pouvoir concevoir des dispositifs afin d'en faire un phénomène de routine. Mais c'est vraiment très bizarre que cela fonctionne du tout.

'Dans un certain sens, c'est comme la téléportation. Nous n'aimons pas utiliser ces mots », dit-il. 'Mais nous utilisons un mot tout aussi incompréhensible : 'tunneling''.

Parce que le Dr Manhattan peut se contrôler au niveau quantique, sa téléportation est très probablement similaire au tunnel quantique, théorise Kakalios.

'C'est une de ces choses où vous dites:' Eh bien, c'est ma suspension d'incrédulité ', même si cela s'avère être vrai', dit-il.

'Le docteur Manhattan peut évidemment ajuster sa fonction de probabilité à volonté, de sorte qu'il peut étendre sa fonction d'onde jusqu'à Mars et s'assurer qu'il se présente là où il veut être', explique l'expert. «Même pour les électrons, nous ne savons pas comment faire quelque chose comme ça. Mais il y a la plus petite pépite d'une science réelle et réelle derrière sa téléportation.

Une capacité secondaire à cela, dans les bandes dessinées et les films, est la capacité du docteur Manhattan à être à plusieurs endroits à la fois. Cela aussi pourrait être expliqué scientifiquement - en quelque sorte.

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'Ce n'est pas tout à fait correct, mais c'est l'une de ces choses où il y a un phénomène appelé 'défraction' où si une onde traverse deux fentes étroites, cela crée des motifs d'interférence. Et au lieu d'avoir une seule vague, vous obtenez ce modèle très compliqué », dit-il.

Si une onde traverse une frontière, elle peut sembler se trouver à plusieurs endroits à la fois, explique Kakalios. Kakalios a utilisé l'exemple d'un faisceau laser traversant un écran, qui agit comme une série de fentes. Si vous pointiez ce laser à travers un écran, puis vers un mur ou une surface plane, les points de lumière laser apparaîtraient comme autant de points de lumière dans un motif.

'C'est de la lumière laser, et la lumière est une onde. Mais vous pouvez obtenir la même chose avec des électrons», explique Kakalios. « Mais vous dites, attendez une seconde ; les électrons ne sont pas des ondes. Les électrons sont de petites pépites de matière. Et pourtant, la mécanique quantique dit qu'il y a une onde associée au mouvement des électrons, et quand vous le faites correctement, vous pourriez en fait avoir les électrons créant le même type de motif que la lumière laser. Et ce phénomène est appelé 'défraction'.

'Dans certains cas, on se demande où est l'électron ? C'est un peu répandu partout », dit-il« Dr. Manhattan, vraisemblablement, est capable de le faire en contrôlant sa fonction d'onde mécanique quantique.

« Maintenant, si c'était le cas, bien sûr, le Dr Manhattan ne devrait pas être en mesure de contrôler indépendamment tous les gars. Ils doivent tous faire partie du même modèle. Mais cette nature ondulatoire des électrons qui conduit aux schémas de fraction est la même nature ondulatoire qui conduit aux phénomènes de tunnel dont j'ai parlé plus tôt. Tout cela fait donc partie intégrante des beaux mystères de la mécanique quantique. Et nous pouvons en voir certains aspects avec le Dr Manhattan.

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Notre dernière question pour Kakalios est celle qui, pour beaucoup de gens, aurait pu être leur première - pourquoi exactement le Dr Manhattan est-il bleu ? Alors que la couleur du Dr Manhattan dans les bandes dessinées n'était probablement qu'un choix esthétique de l'artiste, Kakalios dit que la raison peut également être liée à la science.

'J'ai parlé aux spécialistes des effets spéciaux de la raison pour laquelle le Dr Manhattan pourrait être bleu, car il y a une raison physique à cela', dit-il. 'Il y a un phénomène appelé rayonnement Cerenkov. Et s'il laisse échapper des électrons à haute énergie, il créerait une lueur bleue autour de lui. Et vraisemblablement, s'il modifiait la vitesse des électrons, il modifierait même son bleu foncé comme il le fait dans le studio de télévision du livre.

'Parce qu'il a dû se reconstruire atome par atome, il a probablement fait voler toutes sortes d'électrons de rechange, ce qui lui a donné une lueur bleue', explique Kakalios. «Et ces électrons à grande vitesse sont également émis par certains isotopes nucléaires lorsqu'ils subissent une désintégration radioactive. Et en particulier, je dis Strontium-90.

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'Donc, si vous deviez exposer quelqu'un à une matière radioactive dans le but d'essayer de lui donner un cancer, et que vous vouliez le blâmer sur le rayonnement émis par le Dr Manhattan, c'est en fait une manière physiquement cohérente dont vous pourriez allez-y, dit-il. «Vous utiliseriez du Strontium-90, et l'une des caractéristiques est ces électrons à grande vitesse, appelés rayons bêta, et le Dr Manhattan perd constamment des électrons à grande vitesse, c'est pourquoi il brille en bleu. Il a donc une sorte de signature radioactive que vous pourriez lui associer.

Bien sûr, alors que Kakalios peut théoriser sur la science derrière le Dr Manhattan, le fait est qu'il ne s'agit pas d'un fait indéniable. Cependant, pour le film de 2009, il a déclaré que cela donnait à Zack Snyder et aux cinéastes une bonne base sur laquelle construire leur interprétation du personnage.

De plus, il pense que les geeks comme lui qui aiment ces types de bandes dessinées et de films aimeront également apprendre au moins une petite partie de la science derrière les super-héros.

«Ce n'est pas comme si j'avais maintenant prouvé que c'est ainsi que le fait le Dr Manhattan, car tout cela est tout simplement impossible. Et si vous êtes contrarié d'apprendre que Watchmen est fictif, j'aurais dû dire : Spoiler alert !' Kakalios rit. «Mais il y a cette petite pépite de mécanique quantique réelle que l'on peut trouver dans le cadre de l'histoire fictive.

'Et si vous utilisez cela comme point de départ pour apprendre un peu de vraie science', a-t-il dit, 'eh bien, comme on dit en physique, mieux vaut le bleu que le rouge.'