principe de superposition

[giwot]

Bonjour,
D’après le principe de superposition un atome peut être dans deux états à la fois.
La question que je me pose est :
Faut-il prendre cela au pied et à la lettre ou l’admettre simplement ?
Ou, est-ce parce que l’on n’a pas d’instrument suffisamment rapide ou efficace pour arriver à voir le moment où cet atome passe par le deuxième état ?
Dans ce cas il passerait d’un état à l’autre sans que l’on puisse s’en rendre compte. Mais à l’instant (t) il ne serait pas dans les deux états et cela parce que l’on ne pourrait pas faire la différence entre l’instant (t) et l’instant (t+x) ou x serait si petit que non mesurable ?
Merci pour votre réponse ?
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[Archi3]

non c'est une vraie superposition, du même type de celle qui conduit à dire que l'électron peut passer par deux fentes d'Young "à la fois". C'est nécessaire pour expliquer les effets d'interférence (réellement observés) qui fait que la probabilité d'observer quelque chose n'est pas simplement une addition de probabilités dans un cas et dans un autre - il y a des fois où un phénomène disparait alors qu'il est présent dans chacun des deux états par exemple, comme pour les "franges noires" : c'est une addition d'amplitude de probabilités , pas de probabilités .

[albanxiii]

Bonjour,

Faut-il prendre cela au pied et à la lettre ou l’admettre simplement ?

Ni l'un ni l'autre car elle est fausse. Un atome n'est pas dans deux états à la fois, cela n'a pas de sens. Il est dans un état parfaitement défini, qui peut être la superposition de plusieurs états, selon ce qu'il a subit avant l'instant considéré.
A partir de là il faut faire un peu d'algèbre linéaire pour aller plus loin.

[Nicophil]

Bonjour,

D’après le principe de superposition, un atome peut être dans deux états à la fois.
La question que je me pose est :
Faut-il prendre cela au pied de la lettre ?

Non, enfin pas au niveau ontologique quoi (le fameux chat de Schrödinger), seulement au niveau épistémique :
https://fr.wikipedia.org/wiki/%C3%89...gue_(physique)

[A voir en vidéo sur Futura]

[coussin]

Le principe de superposition est illustré le mieux dans le contexte d'interferomètres atomiques. Dans ces dispositifs, un atome est "coupé en deux" pendant un temps avant d'être recombiné.
Par exemple : https://journals.aps.org/prl/abstrac...RevLett.67.181
Dans ce lien, un atome est très concrètement "là" et "là plus 3mm" pendant un temps

[ornithology]

Pour moi il n'est ni ici ni la:

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[coussin]

Bah oui, les articles de PRL ne sont pas en accès libre L'abstract suffit par contre, c'est pour ça que j'ai donné ce lien.

[giwot]

Bonjour,


Ni l'un ni l'autre car elle est fausse. Un atome n'est pas dans deux états à la fois, cela n'a pas de sens. Il est dans un état parfaitement défini, qui peut être la superposition de plusieurs états, selon ce qu'il a subit avant l'instant considéré.
A partir de là il faut faire un peu d'algèbre linéaire pour aller plus loin.

Merci pour les réponses
Cela signifie-t-il que l'atome a une multitude d'état qui l'amène à l'état observé et qu'il n'a pas deux états à la fois mais deux états possibles que l'on ne peut connaître à l'avance ??
sur https://fr.wikipedia.org/wiki/Princi...tion_quantique il est dit qu'une atome est à la fois excité et non excité.
est-ce un abus de langage, une image ou une réalité ???
est-ce que cela voudrait simplement dire que l'on ne peut pas savoir dans quel état il est et que l'observation le fige dans l'état observé, alors qu'il est déjà dans un autre état au moment où on l'observe ???

[Archi3]

le problème est le mot "état". Dans une approche classique, un "état" est une configuration où toutes les quantités physiques sont définies de manière univoque , et donnerait un seul résultat (à l'incertitude des mesures près) si n'importe quel observateur les mesurait.

En mécanique quantique, un état, c'est autre chose. C'est quelque chose qui ressemble plus à une "onde" qui contient, sous forme probabiliste, les possibles résultats de mesure. Mais en général dans un état donné, les quantités physiques n'ont déjà pas de valeur univoque. Donc rien n'empêche de superposer des états (par simple combinaison linéaire) pour construire de nouveaux états qui, pas plus que les précédents, ne définissent des quantités de manière unique- sauf cas très particuliers qu'on appelle "états propres", mais là encore, dans lequels seuls certaines quantités peuvent être bien définies, mais pas toutes à la fois.

Dans ton exemple, les états "fondamentaux" et "excités" sont des états propres pour l'énergie (mais pas forcément pour d'autres quantités comme le spin par exemple) , et rien n'empêche de considérer des superpositions qui ne sont plus des états propres pour l'énergie.

[coussin]

sur https://fr.wikipedia.org/wiki/Princi...tion_quantique il est dit qu'une atome est à la fois excité et non excité.
est-ce un abus de langage, une image ou une réalité ???

C'est une réalité.
Dans les interféromètres atomiques, on a besoin de l'équivalent de lames séparatrices pour des ondes de matière. C'est fait avec un laser qui superpose les atomes dans un état à la fois excité et pas excité. La partie pas excitée continuent comme si de rien était et la partie excitée est déviée par effet de recul. C'est ce qui mène à une vraie séparation spatiale de quelques millimètres.

[Merlin95]

est-ce un abus de langage, une image ou une réalité ???

Plutôt une interprétation, mais quand on manipule tout ça mathématiquement et qu'on veut faire des prédictions, il n'y a plus besoin d'interprétation, et pas d'ambiguïté.