Sur la conservation de l'énergie en physique quantique

[marco_renou]

Bonjour,

J'ai un petit "paradoxe" a propos de la conservation de l'énergie en physique quantique, avec une idée de réponse, mais j'aimerai bien en débattre:

Imaginons qu'on mesure le nombre de photons d'un état cohérent |a>=sum p_n |n> avec un nombre moyen de photons 1, soit |a|^2=1. (avec p_n=...)
Avant la mesure, l'énergie de l'état est (en prenant h*nu=1) E=|a|^2=1.

Dans le cas ou l'on trouve 10 photons (ça arrive parfois!), on obtient donc une énergie E=10.

La question est (si autant elle a un sens!): ou est passé l'énergie?


J'ai plusieurs réponses, que je penses vrai ou fausses:

• L'énergie a été apporté par l'appareil de mesure: Au début, on a une energie "photons" de 1 et une énergie "appareil de mesure" de Em, et à la fin une énergie "photon" de 10 et un energie "appareil de mesure" de Em-9
  (Pour moi cette réponse est fausse).
• Ceci est une transformation du probleme initial en qqch de plus "physique": en fait, un état cohérent n'existe pas vraiment, et il faut décrire notre état par rho= sum p_n^2 |n><n|. C'est une somme statistique de différents états d'energie differente, et quand on trouve 10 photons, c'est qu'à l'origine il y avait 10 photons et donc l'énergie photonique initiale était de 10
• Dans le cas ou on a vraiment rigoureusement le premier état, on ne peut plus faire ce raisonnement. Mais alors on ne peut pas parler d'"energie" puisque notre état n'est pas un etat propre de l'operateur energie. Du coup, la question n'a pas vraiment de sens. Tout ce qu'on peut faire, c'est parler d'energie moyenne", et dans ce cas il ne faut pas regarder les cas en fonction du nb de photons mesurés, mais en moyenne. Et en moyenne, l'energie est bien conservée.

Voili voilou, je ne sais pas s'il y a un spécialiste de phy quantique dans la salle
-----

[azizovsky]

[LIST][*]L'énergie a été apporté par l'appareil de mesure: Au début, on a une energie "photons" de 1 et une énergie "appareil de mesure" de Em, et à la fin une énergie "photon" de 10 et un energie "appareil de mesure" de Em-9

je n'ai pas tous compris , c'est la bonne réponse, un champ agit sur une particule et l'inverse aussi (échange d'énergie champ-particule , par modification de la pulsation des particule du champ...).

[azizovsky]

si tu parle d'une appareil (cavité) vide, les photons viennent des fluctuations thermiques dans la cavité.

[mike.p]

Bonjour,

je n'ai pas bien compris si vous vous demandez en général comment interpréter l'écart entre 2 mesures dans un système (pseudo-) statique ou bien comment traiter un nombre fluctuant de bosons non individualisés. Ce qui revient à dire est ce que la question porte sur la notion générale de mesure ou plus précisément sur les espaces de Fock avec des photons ?

Pourriez vous donner plus de contexte ?

[A voir en vidéo sur Futura]

[Murmure-du-vent]

Prenons un etat quantique qui est un melange quantique à 50/50 d 'energie E1 et E2. Si on mesure l'énergie d'une particule l'energie n'avait pas de sens précedemment. Pas besoin de se poser la question de sa conservation.