Petite expérience de pensée : transmission supraluminique d'information

[PopolAuQuébec]

Salut,

J’ai une petite expérience de pensée à vous proposer et cela va comme suit.

Pour simplifier les choses, on se place en une dimension.
On considère un générateur E d’impulsions électromagnétiques situé en x=0 et un récepteur R de telles impulsions situé en x=D.

Entre les deux nous plaçons un système physique X de longueur L. Les électrons faisant partie de ce système ont la propriété d’avoir des vecteurs d’état qui s’étendent sur tout le volume de X. Ces électrons sont généralement dans un certain état fondamental E₀ tout en ayant la possibilité de passer à un état excité E₁ par absorption d’un photon puis de réémettre un photon en revenant au niveau E₀ au bout d’un intervalle de temps caractéristique .

En t=0, le générateur envoie une impulsion. Aussitôt que cette impulsion atteint X, un photon de cette impulsion peut être absorbé par un électron de X. Au bout d’un temps caractéristique , l’électron réémet un photon. L’électron étant étendu sur tout le volume de X, il en est logiquement de même pour l’onde associée au photon. Dès que cette onde atteint D, le photon a la possibilité d’être détecté.

Par conséquent, certains de ces photons n’auront pas parcouru la longueur L du système X. La vitesse du transfert d’information dans ces cas est de D / ((D-L)/c + )
Si on considère un système X pour lequel << L/c, la vitesse de transmission d’information est alors : c / (1-L/D), c’est-à-dire une vitesse plus grande que c.

Y-a-t-il quelque chose qui cloche là-dedans ?

[chaverondier]

Y-a-t-il quelque chose qui cloche là-dedans ?

Non. La causalité relativiste n'est pas mise en défaut tant que l'on ne parvient à exercer aucun contrôle sur le phénomène d'absorption du photon et sa réémission. En effet, en raison de cette absence de possibilité de biaiser ou d'exercer un léger contrôle sur le hasard quantique, on ne peut pas se servir de la non-localité quantique pour transmettre instantanément des informations.

Par contre, si la réduction du paquet d'onde est un phénomène physique objectif ET s'il devient possible (à terme avec les progrès technologiques) de biaiser le hasard de la mesure quantique, alors, il devient possible de se servir de la non localité quantique pour transmettre instantanément de l'information en violation de la causalité relativiste (cf le no-communication theorem http://perso.orange.fr/lebigbang/no_communication.htm et proposition d'un test de transmission instantanée d'information http://perso.orange.fr/lebigbang/epr.htm ).

C'est précisément avec cette arrière pensée en tête que j'ai posé la question de la possibilité de biaiser le hasard de mesure quantique dans le fil statistiques des résultats de mesure quantique en
http://forums.futura-sciences.com/thread22361.html . BC

PS : J'ai d'ailleurs aussi envoyé cette même question par e-mail à la Société Française de Physique. J'ai reçu une première réponse m'informant que je recevrai une réponse du spécialiste du domaine concerné dans moins d'une semaine, mais c'était il y a une dizaine de jours. J'ai donc renvoyé un e-mail hier puisqu'il était proposé (dans la première réponse que j'ai reçue) de le faire dans le cas où le délai d'une semaine serait dépassé. Cela dit, je pose la question aussi sur le forum en me disant qu'entre la SFP et le forum j'ai peut-être mes chances d'obtenir une réponse.

[ClairEsprit]

L’électron étant étendu sur tout le volume de X, il en est logiquement de même pour l’onde associée au photon. Dès que cette onde atteint D, le photon a la possibilité d’être détecté.

Par conséquent, certains de ces photons n’auront pas parcouru la longueur L du système X.

Bonsoir. L'électron est considéré ici comme identique à sa fonction d'onde ? Pourtant on m'a enseigné que la fonction d'onde donnait la probabilité de détecter l'électron à un endroit donné et n'avait rien à voir avec le corpuscule associé. Je ne vois pas non plus pourquoi il est conclu que le photon n'a pas parcouru la longueur L. En ce qui me concerne, il est éventuellement absorbé dans le système X par un électron, ce dernier vit sa vie dans X et relâche le photon au bout de tau à un certain endroit de X et le photon finit par arriver en D. Non ?

[PopolAuQuébec]

Y-a-t-il quelque chose qui cloche là-dedans ?

Non. La causalité relativiste n'est pas mise en défaut tant que l'on ne parvient à exercer aucun contrôle sur le phénomène d'absorption du photon et sa réémission. En effet, en raison de cette absence de possibilité de biaiser ou d'exercer un léger contrôle sur le hasard quantique, on ne peut pas se servir de la non-localité quantique pour transmettre instantanément des informations

Bonsoir,

Je ne suis pas tout à fait certain du sens de votre réponse.
Est-ce que vous voulez dire "Non, il n’y a rien qui cloche là-dedans." ou bien "Non, on ne peut pas transmettre de l’information de façon supraluminique de cette façon" ?
Ce semble être la deuxième hypothèse mais je préfère demander.

[PopolAuQuébec]

Bonsoir. L'électron est considéré ici comme identique à sa fonction d'onde ? Pourtant on m'a enseigné que la fonction d'onde donnait la probabilité de détecter l'électron à un endroit donné et n'avait rien à voir avec le corpuscule associé.

Bonsoir,

En fait, en MQ, l’état de l’électron est entièrement décrit par son vecteur d’état, ou fonction d’onde.

Je ne vois pas non plus pourquoi il est conclu que le photon n'a pas parcouru la longueur L. En ce qui me concerne, il est éventuellement absorbé dans le système X par un électron, ce dernier vit sa vie dans X et relâche le photon au bout de tau à un certain endroit de X et le photon finit par arriver en D. Non ?

La réponse est dans l’expression "à un certain endroit de X" : à un "certain" endroit effectivement, parce qu’on ne peut pas dire où exactement. Tout ce que l’on peut dire, c’est que l’onde associée au photon réémis s’étend au volume occupé par X. Non ?

[chaverondier]

Je ne suis pas tout à fait certain du sens de votre réponse. Est-ce que vous voulez dire "Non, il n’y a rien qui cloche là-dedans." ou bien "Non, on ne peut pas transmettre de l’information de façon supraluminique de cette façon" ?

Les deux réponses sont bonnes. Il n'y a rien qui cloche par ce que, tant qu'on ne sait pas biaiser le hasard quantique, la non-localité quantique ne permet pas de violation de l'invariance relativiste.

A noter toutefois que si l'on adopte l'interprétation de la réduction du paquet d'onde comme un phénomène physique objectif (c'est à dire si on ne se place ni dans le cadre de l'interprétation Bohmienne, ni dans le cadre de l'interprétation des mondes multiples), il y a conflit entre non-localité quantique et principe de relativité du mouvement au niveau interprétatif. Ce conflit se résout dans l'espace-temps d'Aristote (avec son feuilletage privilégié en feuillets 1D d'immobilité et en feuillets 3D de simultanéité quantique universelle) comme je l'ai déjà signalé à de nombreuses reprises.

Vous pouvez jeter un coup d'oeil sur les références que j'ai signalées dans mon précédent post si vous voulez plus d'éléments de réponse. BC

[PopolAuQuébec]

Les deux réponses sont bonnes. Il n'y a rien qui cloche par ce que, tant qu'on ne sait pas biaiser le hasard quantique, la non-localité quantique ne permet pas de violation de l'invariance relativiste.

Mais selon vous, si on effectuait l'expérience que j'ai décrite, est-ce que l'intervalle de temps minimal qui serait mesuré entre l'émission et la détection serait de D/c ou bien de (D-L)/c ?

[ClairEsprit]

Tout ce que l’on peut dire, c’est que l’onde associée au photon réémis s’étend au volume occupé par X. Non ?

Oui, mais puisqu'on est d'accord pour dire que la fonction d'onde n'est pas le photon, on ne peut pas conclure qu'il n'a pas parcouru la longueur L. Rien dans l'expérience présentée ne permet de le supposer.

[chaverondier]

Mais selon vous, si on effectuait l'expérience que j'ai décrite, est-ce que l'intervalle de temps minimal qui serait mesuré entre l'émission et la détection serait de D/c ou bien de (D-L)/c ?

Dans le cas de cette expérience, je pense que ça devrait pouvoir être (D-L)/c (sans en être sûr à 100%) mais ça n'a rien de choquant. Avec la non localité de la mesure quantique, on obtient des corrélations à distance qui peuvent être instantanées. La causalité relativiste est préservée grâce à l'impossibilité de biaiser le hasard quantique. C'est cela qui empêche de se servir des corrélations quantiques instantanés pour transmettre instantanément de l'information. BC

[chaverondier]

Oui, mais puisqu'on est d'accord pour dire que la fonction d'onde n'est pas le photon.

Dans bon nombre d'interprétations, le photon, est la façon localisée dont se manifeste, aux yeux d'un observateur, l'entité physique modélisée par la fonction d'onde quand elle interagit avec un détecteur. BC

[PopolAuQuébec]

Dans le cas de cette expérience, je pense que ça devrait pouvoir être (D-L)/c (sans en être sûr à 100%) mais ça n'a rien de choquant.

C’est aussi mon impression et, tout comme vous, sans en être certain à 100%

Avec la non localité de la mesure quantique, on obtient des corrélations à distance qui peuvent être instantanées. La causalité relativiste est préservée grâce à l'impossibilité de biaiser le hasard quantique. C'est cela qui empêche de se servir des corrélations quantiques instantanés pour transmettre instantanément de l'information. BC

Mais si, à intervalle de temps régulier T₀ répété disons N fois, on envoie une impulsion pour un bit 1 et pas d’impulsion pour un bit 0, l’ensemble de ces bits seront transférés à vitesse supraluminique. Et cette suite de bits contient de l’information. Non ?

NB : on envoie des impulsions constituées chacune d’un grand nombre de photons.

[ClairEsprit]

Dans bon nombre d'interprétations, le photon, est la façon localisée dont se manifeste, aux yeux d'un observateur, l'entité physique modélisée par la fonction d'onde quand elle interagit avec un détecteur. BC

Cela n'a pas de sens. Tout ne serait donc que fonction d'onde dans l'espace vide et particule en cas d'interaction. Même en admettant cela, le fait d'être une fonction d'onde n'autorise pas à aller plus vite que la lumière. Ca n'est pas dans l'équation d'évolution de la fonction d'onde. S'il suffisait de placer une boîte vide quelque part pour aller plus vite que la lumière ça se saurait. Vous détournez les outils initiaux de l'objectif initial pour lesquels ils ont été créés, et sous prétexte que ces outils fonctionnent dans le contexte pour lequel ils ont été créés vous assumez le fait qu'ils fonctionnent dans celui que vous avez détourné là où précisément le contexte initial ne prédit rien.

[chaverondier]

Mais si, à intervalle de temps régulier T₀ répété disons N fois, on envoie une impulsion pour un bit 1 et pas d’impulsion pour un bit 0, l’ensemble de ces bits seront transférés à vitesse supraluminique. Et cette suite de bits contient de l’information. Non ?

Pour pouvoir réaliser ce type d'opération (en exploitant la non localité quantique), il faudrait que
* d'une part la réduction du paquet d'onde soit un phénomène physique objectif (cad indépendant de l'observateur, contrairement à l'interprétation des mondes multiples)
* ET que d'autre part, on sache biaiser les statistiques du hasard quantique par un contrôle approprié de l'état quantique du système impliqué et de son environnement (cf le no_communication theorem http://perso.orange.fr/lebigbang/no_communication.htm et proposition d'un test de transmission instantanée à distance par effet EPR http://perso.orange.fr/lebigbang/epr.htm ). BC

[PopolAuQuébec]

Mais si, à intervalle de temps régulier T₀ répété disons N fois, on envoie une impulsion pour un bit 1 et pas d’impulsion pour un bit 0, l’ensemble de ces bits seront transférés à vitesse supraluminique. Et cette suite de bits contient de l’information. Non ?

NB : on envoie des impulsions constituées chacune d’un grand nombre de photons.

Une petite modification.
Pour envoyer N bits, on utilise N systèmes comme celui que j'ai décrit dans le premier post : ces systèmes sont isolés les uns des autres et fonctionnent en parallèle.
Ceci pour éviter le chevauchement des bits successifs.

[PopolAuQuébec]

Pour pouvoir réaliser ce type d'opération (en exploitant la non localité quantique), il faudrait que
* d'une part la réduction du paquet d'onde soit un phénomène physique objectif (cad indépendant de l'observateur, contrairement à l'interprétation des mondes multiples)
* ET que d'autre part, on sache biaiser les statistiques du hasard quantique par un contrôle approprié de l'état quantique du système impliqué et de son environnement (cf le no_communication theorem http://perso.orange.fr/lebigbang/no_communication.htm et proposition d'un test de transmission instantanée à distance par effet EPR http://perso.orange.fr/lebigbang/epr.htm ). BC

Mais...l'expérience est réalisable indépendamment de toute considération théorique. Qu'obtiendrait-on comme résultat d'après vous ? (en tenant compte de la modification que je viens d'apporter dans mon post précédent)

PS: je vais consulter les liens que vous avez fournis. Merci