Explication sur la mécanique quantique - Page 3
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Explication sur la mécanique quantique



  1. #61
    chaverondier

    Re : Explication sur la mécanique quantique


    ------

    Citation Envoyé par LardonCru
    Il y a une explication, qui vaut ce qu'elle vaut : la superposition d'états d'un système quantique serait un processus bien commode pour pouvoir gérer l'impossibilité de percevoir l'évolution en temps réel d'un système quantique. La théorie quantique ne serait qu'une histoire d'informations, une interprétation statistique de phénomènes plus "classiques" (j'aime pas trop ce terme), mais qui seraient impossibles à appréhender ou mesurer à l'aide de la théorie classique. En gros, une superposition d'états serait une juxtaposition de micro-états, la particule passerait d'un état à l'autre en permanence, à des vitesses telles que le phénomène ne peut être appréhendé.
    Pourquoi pas, mais alors, comment interpréter les effets d'interférence entre deux états si, dans un déroulement temporel échappant à l’observateur macroscopique, ils ne se produisent pas en même temps ? J’ai tendance à croire que la Mécanique Quantique nous cache des choses dans ce genre, mais j'ai bien peur qu’une réponse rigoureuse à ce type question n'exige une étude extrêmement difficile tant au plan de la physique qu'au plan des mathématiques et même au plan psychologique.

    En effet, comment raisonner sans se servir implicitement de la possibilité d’exprimer l’évolution de tous les systèmes en fonction d’un temps unique (une fois fixé le référentiel d’observation) se déroulant irréversiblement du présent vers le futur. Cette perception subjective de la flèche du temps et d’un ordre immuable de déroulement des événements imprègne tous nos raisonnements. Comment éviter de se faire piéger si, en fait, chaque particule évolue selon son temps propre et selon une flèche du temps qui lui est propre (et parfois orientée en sens inverse de la flèche du temps d’apparence unique que nous percevons à notre échelle d’observation comme le suggère le Zitterbewegung de l’électron modélisé par l’équation de Dirac) ?

    Avec sa Relativité d’Echelle (http://sboisse.free.fr/science/cosmo..._fractale.html) et son recours à l’hypothèse d’un espace-temps fractal Laurent Nottale s'est risqué dans une direction qui me semble présenter un lien de parenté avec ce type d’interprétation (voir aussi « Flèches du temps et géométrie fractale » LE MEHAUTE Coll. Systèmes complexes, 2° Ed. Résumé en (1) http://www.lavoisier.fr/notice/fr2866016820.html ).

    La notion de dérivation fractale introduite par Laurent Nottale semble permettre d’exprimer le caractère complexe de la fonction d’onde et par la même les effets d’interférence. La théorie qu’il propose intéresse certains scientifiques (et ce d’autant plus qu’elle semble donner lieu à certaines prédictions astrophysiques vérifiées notamment en terme d’orbites privilégiées des planètes et de quantification de certains red-shift). Cependant, sa formalisation actuelle semble, sur certains points, provoquer le scepticisme de certains mathématiciens (à noter toutefois qu’il faut éviter de se laisser inconsciemment impressionner par le degré de morgue avec lequel tel ou tel qualificatif est attribué par telle ou telle personne finissant par impressionner le lecteur par le fait de sa seule arrogance)
    Citation Envoyé par LardonCru
    En fait, dans le paradoxe du chat de Schrödinger, on traduirait à peu près comme ça : Le chat est vivant ou mort. N'ayant pas l'information à disposition, on considère qu'il est à moitié vivant, à moitié mort.
    Un chat mort OU vivant, c'est ce qu'on a quand la mesure quantique est terminée mais que l'on en sait rien (l’appareil de mesure étant le chat et l’observable son état mort ou vif). En effet, quand la mesure est terminée, alors la décohérence (qui précède la mesure quantique) l’est a fortiori. L'opérateur de densité réduit du système considéré n'est alors plus un projecteur de rang un, mais une somme pondérée de projecteurs de rang un. Les termes extradiagonaux de l'opérateur densité du système sont alors devenus négligeables (quand l'opérateur densité est exprimé dans la base Hilbertienne préférée associée à l'appareillage de mesure quantique). Il n’y a alors plus d’interférence possible entre les différentes composantes de l’état quantique du système considéré (ici l’atome+la fiole+le chat).

    Au contraire, l'état quantique superposé de l'appareil de mesure (le chat mort ET vif) est l’état que l'on a avant le phénomène de décohérence, c'est à dire avant que la corrélation EPR entre système considéré et appareil de mesure ne se soit propagée dans l'environnement. L'opérateur densité réduit de l’ensemble atome radioactif+fiole+chat est alors encore un projecteur de rang 1 et le chat est bien dans l’état superposé mort ET vif (bien que ça ne dure pas assez longtemps pour que cela ait un sens compte tenu des quelques heures nécessaires pour que la distinction entre ces deux états soit sans ambiguïté)
    Citation Envoyé par LardonCru
    Quand on ouvre la boîte on fixe alors "l'état informatif" du système...
    Je ne crois pas. C'est (à mon avis) une erreur d'interprétation qui a la vie dure.

    Dans la mesure quantique on doit distinguer deux aspects :
    * le processus physique de mesure lui-même (qui n’exige pas qu’une observation effective du résultat de mesure obtenu ait eu lieu) et
    * l’éventuelle acquisition d’information qui en est retirée par une éventuelle lecture du résultat de la mesure par un observateur conscient.

    La fin de la mesure, c'est à dire le moment où l'on pourrait, sans ambiguïté, préciser l'état de vie du chat (encore que cet exemple n'est pas excellent en raison de cas litigieux de type comma dépassé) est celui où, si l'on observait le chat, on pourrait définir son état. C’est le cas lorsqu’il il y a eu propagation (très rapide mais progressive) du phénomène de décohérence dans l’environnement lointain du chat suivi du phénomène instantané de réduction du paquet d’onde à l’issue duquel l’ensemble système observé + appareil de mesure est retombé dans un état EPR décorrélé de l’environnement.
    Citation Envoyé par LardonCru
    Ca me parait bizarre tout de même, cette explication vulgarisée...
    Cette deuxième partie de votre interprétation attribue (comme dans l’interprétation de Copenhague) un rôle central à l’observateur. Je ne crois pas du tout que la présence effective d’un observateur humain soit nécessaire. La présence d’un environnement provoquant la décohérence, suivie de la réduction du paquet d’onde, suffit. Par contre, je veux bien croire (et j’ai même tendance à croire) que le critère d’irréversibilité de la réduction du paquet d’onde qui achève la mesure quantique soit de nature thermodynamique.

    Dans cette hypothèse, sans dépendre de la présence effective d’un observateur humain, le moment où l’on pourrait dire que le chat est mort ou vif dépendrait peut-être de l’échelle d’observation. On aurait quelque chose d’analogue à l’irréversibilité apparente de l’évolution d’une mole de gaz subissant une détente Joule en mécanique classique. Cette irréversibilité apparente se manifeste seulement dans un modèle grossier, valable à l’échelle macroscopique, c’est à dire un modèle qui représente l’état de cette mole de gaz dans l’espace de phase à une particule (ayant seulement 6 dimensions).

    Cette irréversibilité se traduit par la croissance de l’entropie de Boltzmann associée à cette modélisation macroscopique de la mole de gaz. Au contraire, un modèle complet (microphysique) de l’état de cette mole de gaz exige de représenter son évolution dans son gamma espace de phase (à 6N dimensions où N=6,02 10^23) auquel cas l’entropie associée à ce modèle (entropie de Gibbs) reste constante et il n’y a alors plus d’irréversibilité.

    En mécanique classique, irréversibilité et perte d’information deviennent alors des illusions d’observation macroscopique. A mon avis, quoique l’on ait pu affirmer sans preuve à ce sujet pendant des années, j’ai tendance à croire qu’il en est de même en Mécanique Quantique, même si, pour l’instant, il n’existe pas encore de modélisation microquantique des effets déterministes à indéterminisme apparent de nature thermodynamique statistique à l’origine de la réduction en apparence irréversible et indéterministe de la mesure quantique à notre échelle d’observation.

    Bernard Chaverondier
    (1) Résumé de « Flèches du temps et géométrie fractale » LE MEHAUTE : La question de l'irréversibilité du temps révèle une somme d'incohérences et de paradigmes masqués sous l'apparence de la rigueur : l'irréversibilité serait le seul fruit de notre volonté de mesure. Prenant à rebours les interrogations d'Ilya Prigogine, les auteurs montrent que le paramétrage des géométries fractales déterministes est une des sources de l'irréversibilité du temps. Dans tous les cas, la nécessaire plongée du temps dans l'espace complexe apparaît comme l'articulation principale de la problématique des flèches du temps.

    -----

  2. #62
    Photon

    Re : Explication sur la mécanique quantique

    Ce livre récent me parait intéressant aussi :
    Physique quantique de Michel LE BELLAC

    Cet ouvrage offre une présentation originale et actualisée des fondements et des applications de la physique quantique, qui privilégie le formalisme algébrique et l'utilisation des propriétés de symétrie. Il contient des développements, dont certains très récents, et qui ne figurent pas dans la plupart des manuels existants : états intriqués, inégalités de Bell, cryptographie et calcul quantiques, fluctuations quantiques du champ électromagnétique, équations de Bloch optiques, manipulation d'atomes par laser (refroidissement Doppler, pièges magnéto-optiques), ainsi qu'un exposé succinct des idées actuelles sur la décohérence et la mesure en mécanique quantique. Ce livre s'adresse aux étudiants de second cycle des Universités et aux élèves des Ecoles d'Ingénieurs, mais il est aussi susceptible d'intéresser un large public de physiciens : étudiants de DEA ou de thèse, chercheurs, enseignants du second degré ou du supérieur souhaitant rafraîchir leurs connaissances en mécanique quantique.

    Extrait de la préface de Claude Cohen-Tannoudji :

    "Chacun des 14 chapîtres de ce livre contient en effet, en plus d'un exposé clair er concis des notions de base, de nombreuses discussions présentant des développements conceptuels ou expérimentaux très récents, qui permetent au lecteur de se faire une idée précise des avancées de la discipline et de ses grandes tendances d'évolution... Je suis vraiment admiratif devant l'effort fait par l'auteur pour donner à son lecteur une vision si moderne et si attrayante de la physique quantique".


    J'ai trouvé très intéressant qu'il indique que le postulat de la réduction du paquet d'ondes (qui a fait couler beaucoup d'encre) n'est pas un postulat fondamental de la physique quantique mais qu'il est une conséquence de 2 postulat plus importants.

  3. #63
    mtheory

    Re : Explication sur la mécanique quantique

    Citation Envoyé par Photon
    Ce livre récent me parait intéressant aussi :
    Physique quantique de Michel LE BELLAC

    .
    Ah oui je l'avais oublier celui-là!
    Je l'ai survolé il y a quelques mois il semble excelent en effet.

  4. #64
    chaverondier

    Re : Explication sur la mécanique quantique

    Citation Envoyé par Photon
    Ce livre récent me parait intéressant aussi :
    http://www.amazon.fr/exec/obidos/ASI...chel LE BELLAC
    Extrait de la préface de Claude Cohen-Tannoudji :
    "Chacun des 14 chapîtres de ce livre contient en effet, en plus d'un exposé clair et concis des notions de base, de nombreuses discussions présentant des développements conceptuels ou expérimentaux très récents, qui permettent au lecteur de se faire une idée précise des avancées de la discipline et de ses grandes tendances d'évolution... Je suis vraiment admiratif devant l'effort fait par l'auteur pour donner à son lecteur une vision si moderne et si attrayante de la physique quantique".
    Ca paraît très intéressant en effet (à noter que le livre est signalé en rupture de stock sur le lien amazon.fr ci-dessus).

    Bernard Chaverondier

  5. #65
    Photon

    Re : Explication sur la mécanique quantique

    En particulier dans ce livre (appendice B) on commente cette expérience sur la décohérence :

    Comment réaliser l'équivalent du chat de Schrödinger ?

  6. #66
    chaverondier

    Re : Explication sur la mécanique quantique

    Citation Envoyé par Photon
    En particulier dans ce livre (appendice B) on commente cette expérience sur la décohérence :
    http://www.ens-lyon.fr/DSM/magistere...erferences.htm Comment réaliser l'équivalent du chat de Schrödinger ?
    Pendant qu'on cite les documents émis par l'ENS concernant le phénomène de décohérence et la réalisation de chats de Shrödinger (systèmes de particules dans un état d'intrication dite maximale) voilà un autre document de l'ENS d'autant plus intéressant qu'il est assez synthétique :
    Cohérence quantique et dissipation
    Magistère de Physique, Septembre-novembre 2003,
    Laboratoire Kastler Brossel
    http://www.lkb.ens.fr/%7edalibard/No...stere_2003.pdf

    Bernard Chaverondier

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