notion de cohérence et d'incohérence en physique quantique

[chaverondier]

La décohérence fait passer l'ensemble système + appareil de mesure + environnement d'un état séparable à un état non séparable.

Pardon de revenir sur ça ! mais ça c'est ce que tu dis. Et j'ai dit qu'un état est non-enchevêtré s'il est séparable.

Tout à fait. Dans la situation où le chat serait dans l'état cohérent vivant et mort, le chat est intriqué avec l'atome radioactif et la fiole de poison, mais l'ensemble atome radioactif + fiole de poison + chat est par contre séparé de l'environnement tant que la superposition chat vivant + chat mort est une superposition cohérente (ce qui ne dure pas bien longtemps).

ça veut dire que tu dis que la décohérence, c'est le passage d'un état non enchevêtré, à un état enchevêtré de la mécanique quantique.

C'est ça. Au départ l'ensemble atome + fiole + chat était dans un état pur (le chat était vivant et mort avec possibilité d'interférence entre ces deux états) mais ça ne dure que très peu de temps. Très rapidement, la cohérence entre état vivant et état mort est détruite par intrication EPR du chat avec l'environnement.

Or, on dit que c'est l'état quantique qui est cohérent, et la décohérence fait passer de la cohérence quantique à un état classique. Mais tu dis le contraire ?

Non, je ne dis pas le contraire. Ce que je dis est plus complet et plus précis c'est tout.

Dire que la décohérence fait passer le système d'un état quantique à un état classique n'est pas faux mais c'est d'une part incomplet (il manque l'étape finale : la réduction du paquet d'onde) et d'autre part imprécis (car un état peut-être superposé donc non classique vis à vis d'une observable et non superposé donc classique vis à vis d'une autre).

C'est comme si on disait (en supposant que j'aie des fruits, du lait, de la farine et du beurre) que pour manger un gâteau il faut le préparer puis le faire cuire. Ce n'est pas suffisant, à la fin il faut quand même bien le manger vraiment et la préparation+cuisson aussi bien décrite soit-elle ne décrit pas cette action finale.

Pour faire passer le chat de l'état mort et vif à l'état mort ou vif, il faut

* d'abord la décohérence rapide mais progressive, unitaire, déterministe et réversible provoquant l'intrication avec l'environnement et la perte de cohérence entre les composantes de l'état quantique (s'il s'agit d'un état quantique superposé pour l'observable en jeu),

* ensuite la désintrication brutale, non unitaire, indéterministe et irréversible, avec retombée du chat dans un état séparé de l'environnement (mais non superposé pour l'observable considérée) par un phénomène de nature inconnue qu'on appelle la réduction du paquet d'onde

L’incompatibilité entre ces deux phénomènes oblige à inventer l'hypothèse métaphysique des mondes multiples, pirouette qui permet de lever l'incohérence mathématique que l'on a sans cette hypothèse ad-hoc (elle est acceptée par des gens très bien parce-qu’à ce jour on n’a rien de plus sérieux à proposer qui soit mathématiquement cohérent).

Comme je lis souvent, c'est bien la cohérence quantique qui disparaît après le phénomène de décohérence.

C'est exact. C'est bien pour cela qu'il manque quelque chose : la réduction du paquet d'onde. En effet, l'état final (chat dans un état mort ou chat vif mais "connu" c'est à dire caractérisé par des traces accessibles à l'observation) est à nouveau un état cohérent (son opérateur densité réduit est à nouveau celui d'un état pur, c'est à dire un projecteur de rang un).

bon, si ça se trouve, j'ai été dans l'erreur pendant tout ce temps !

C'est le cas de beaucoup de monde sur ce sujet pointu. Jette un coup d'oeil sur le papier de Schlosshauer si tu veux vraiment en savoir plus (il est vraiment très intéressant et dresse un panorama assez complet des recherches actuelles sur la mesure quantique)

Bernard Chaverondier

[invite8ef93ceb]

La décohérence fait passer l'ensemble système + appareil de mesure + environnement d'un état séparable à un état non séparable.

Pardon de revenir sur ça ! mais ça c'est ce que tu dis. Et j'ai dit qu'un état est non-enchevêtré s'il est séparable.

Tout à fait. Dans la situation où le chat serait dans l'état cohérent vivant et mort, le chat est intriqué avec l'atome radioactif et la fiole de poison, mais l'ensemble atome radioactif + fiole de poison + chat est par contre séparé de l'environnement tant que la superposition chat vivant + chat mort est une superposition cohérente (ce qui ne dure pas bien longtemps). C'est ça.

J'ai l'impression que dupo utilise le mot "séparable" dans le sens que le système atome radioactif + fiole de poison + chat comprend trois éléments distincts : séparables. D'un autre côté, il semble que Monsieur Chaverondier utilise le mot "séparable" dans le sens que le système atome radioactif + fiole de poison + chat est isolé de son environnement : séparable.

Je me trompe?

[invite3ba07b63]

Tout à fait. Dans la situation où le chat serait dans l'état cohérent vivant et mort, le chat est intriqué avec l'atome radioactif et la fiole de poison, mais l'ensemble atome radioactif + fiole de poison + chat est par contre séparé de l'environnement tant que la superposition chat vivant + chat mort est une superposition cohérente (ce qui ne dure pas bien longtemps). C'est ça. Au départ l'ensemble atome + fiole + chat était dans un état pur (le chat était vivant et mort avec possibilité d'interférence entre ces deux états) mais ça ne dure que très peu de temps. Très rapidement, la cohérence entre état vivant et état mort est détruite par intrication EPR du chat avec l'environnement.Non, je ne dis pas le contraire. Ce que je dis est plus complet et plus précis c'est tout.

Dire que la décohérence fait passer le système d'un état quantique à un état classique n'est pas faux mais c'est d'une part incomplet (il manque l'étape finale : la réduction du paquet d'onde) et d'autre part imprécis (car un état peut-être superposé donc non classique vis à vis d'une observable et non superposé donc classique vis à vis d'une autre).

C'est comme si on disait (en supposant que j'aie des fruits, du lait, de la farine et du beurre) que pour manger un gâteau il faut le préparer puis le faire cuire. Ce n'est pas suffisant, à la fin il faut quand même bien le manger vraiment et la préparation+cuisson aussi bien décrite soit-elle ne décrit pas cette action finale.

Pour faire passer le chat de l'état mort et vif à l'état mort ou vif, il faut

* d'abord la décohérence rapide mais progressive, unitaire, déterministe et réversible provoquant l'intrication avec l'environnement et la perte de cohérence entre les composantes de l'état quantique (s'il s'agit d'un état quantique superposé pour l'observable en jeu),

* ensuite la désintrication brutale, non unitaire, indéterministe et irréversible, avec retombée du chat dans un état séparé de l'environnement (mais non superposé pour l'observable considérée) par un phénomène de nature inconnue qu'on appelle la réduction du paquet d'onde

L’incompatibilité entre ces deux phénomènes oblige à inventer l'hypothèse métaphysique des mondes multiples, pirouette qui permet de lever l'incohérence mathématique que l'on a sans cette hypothèse ad-hoc (elle est acceptée par des gens très bien parce-qu’à ce jour on n’a rien de plus sérieux à proposer qui soit mathématiquement cohérent). C'est exact. C'est bien pour cela qu'il manque quelque chose : la réduction du paquet d'onde. En effet, l'état final (chat dans un état mort ou chat vif mais "connu" c'est à dire caractérisé par des traces accessibles à l'observation) est à nouveau un état cohérent (son opérateur densité réduit est à nouveau celui d'un état pur, c'est à dire un projecteur de rang un).C'est le cas de beaucoup de monde sur ce sujet pointu. Jette un coup d'oeil sur le papier de Schlosshauer si tu veux vraiment en savoir plus (il est vraiment très intéressant et dresse un panorama assez complet des recherches actuelles sur la mesure quantique)

Bernard Chaverondier

Je tombe très tard dans cette discussion et n'ai qu'une seule petite question à poser : cette fameuse réduction du paquet d'onde n'est-elle pas un "effet normal" de la mesure, un état final "obligé" de la réalité ??? Comment cette réduction du paquet d'onde est-elle si inconnue ou inexplicable ?