Intrication quantique ER = EPR

[cancerman]

Bonjour

En physique quantique on sait que l'intrication quantique fait que deux particules forment un système unique et qu'il existe une conjoncture nouvelle dite ER = EPR développée récemment par deux physiciens.


La conjecture dont on retrouve l'explication sur wikipédia propose donc que toutes particules intriqués soient reliées entre elles par un trou de vers à l'échelle de Planck.

Si l'on accepte cette conjoncture alors la géométrie de l'espace, du temps et de la gravité est déterminée par l'intrication.

C'est une conjoncture proposée par Leonard Susskind le père de la théorie des cordes et par un théoricien en physique Juan Martín Maldacena.

Pardonnez moi mais j'ai l'impression que la communauté scientifique s'accorde mal sur l'interprétation à donner concernant l'intrication quantique( qui viol le principe de localité soit dit en passant), et cette conjoncture et l'explication derrière ce phénomène donnée par ces deux physiciens est assez extraordinaire si je puis dire, qu'en aurait pensé Einstein ?

Du coup si on imagine un univers déterminé par l'intrication alors comment accorder la relativité restreinte avec l'intrication quantique ? C'est comme vouloir tisser un lien entre deux choses complètement différentes.
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[BACHIR2023]

La conjecture dont on retrouve l'explication sur wikipédia propose donc que toutes particules intriqués soient reliées entre elles par un trou de vers à l'échelle de Planck.

Bonsoir
jolie phrase!

Sans entrer dans le détails, il faut tout d'abord prouver l'existence des trous de vers.
a+

[ArchoZaure]

Bonjour.

La conjecture dont on retrouve l'explication sur wikipédia propose donc que toutes particules intriqués soient reliées entre elles par un trou de vers à l'échelle de Planck.

Pourquoi pas, moi çà me plait bien.
Et ce qui est intéressant avec cette hypothèse c'est qu'elle est potentiellement vérifiable.
Car on pourrait la vérifier en "coupant le fil" (le pont de Rose-Einstein) qui relierait des particules censées être intriquées et vérifier leur correspondance à distance.
Après je ne vais pas m'avancer sur le comment de la chose mais c'est à creuser.

De manière plus général c'est aussi la question de savoir ce qu'on appelle des particules intriquées.
Si comme je le suppose, toute particule ayant interagit avec une autre particule est de facto dans un état intriqué jusqu'à... interagir avec une autre particule, ce qui fait du trio un nouvel état intriqué, et ainsi de suite, on doit à présent se demander ce que sont des particules non intriquées.
Est-ce que ça existe ?
On suppose que dans le monde dit macroscopique (celui que nous maitrisons) les objets ne sont pas intriqués, mais qu'en est-il vraiment ?

[Antonium]

Bonjour,

Pardonnez moi mais j'ai l'impression que la communauté scientifique s'accorde mal sur l'interprétation à donner concernant l'intrication quantique( qui viol le principe de localité soit dit en passant), et cette conjoncture et l'explication derrière ce phénomène donnée par ces deux physiciens est assez extraordinaire si je puis dire, qu'en aurait pensé Einstein ?

Qu'entendez-vous par principe de localité ? L'intrication ne permet pas d'envoyer de signaux supralumineux. La seule non-localité présente provient du problème de la mesure, qui existerait même s'il n'y avait pas d'intrication. Donc aucun problème de localité provenant de l'intrication.
Et pourquoi ramener Einstein ? Il avait ses idées qui étaient en accord avec les connaissances physiques de son époque, ça serait le prendre pour quelqu'un de très stupide de penser que ses idées seraient rester inchangées s'il avait suivit les avancées des 70 dernières années...

Du coup si on imagine un univers déterminé par l'intrication alors comment accorder la relativité restreinte avec l'intrication quantique ? C'est comme vouloir tisser un lien entre deux choses complètement différentes.

Justement ce sont des phénomènes qui semblent différents mais qui en fait pourraient être la même chose. Je m'explique :

L'idée plus profonde vient de l'holographie, aussi appelée dualité de jauge-gravité. C'est un fait qu'il existe certaines théories purement quantiques et relativistes, sans gravitation, qui dans certains régimes fait les mêmes prédictions que la relativité générale d'Einstein, à condition de trouver le bon dictionnaire entre les observables. C'est comme avoir deux descriptions équivalentes de la même physique. On connaît certains modèles simplifiés dans lesquels on peut vraiment calculer les prédictions avec les deux théories, et vérifier qu'elles sont identiques. Malheureusement on ne sait pas si cela peut s'appliquer au monde réel qui est beaucoup plus compliqué que ces modèles simplifiés. Mais le fait est qu'on connaît des modèles physiques dans lesquels la relativité générale et la mécanique quantique sont parfaitement compatibles, ce n'est juste pas clair si de tels modèles sont réalisés dans notre univers.

Un point clé sur lequel j'insiste est que la description gravitationnelle classique ne correspond qu'à un certain régime de la description quantique. L'idée est donc que ce régime correspond à la limite classique d'une théorie de la gravitation quantique. En extrapolant dans cette direction on a alors une théorie quantique, toujours sans gravitation, dans laquelle on a des états intriqués, qui est secrètement aussi une description de la gravitation quantique.

En étudiant le dictionnaire entre ces deux descriptions on se rend assez vite compte que l'intrication est liée à la géométrie. Un exemple explicite et relativement bien connu est la formule de Ryu-Takayanagi. Ce n'est qu'un exemple et on pense qu'il devrait exister d'autres liens entre géométrie et intrication, et c'est exactement dans cette direction que Susskind et Maldacena ont réfléchi avant de proposer ER=EPR.

Attention, au cas où il y a des curieux, je vais être un poil plus technique pour expliquer brièvement en un paragraphe les raisons qui les ont poussés à faire cette conjecture. L'exemple le plus simple de dualité de jauge-gravité est la dualité AdS/CFT, où la gravitation dans un espace asymptotiquement anti de Sitter (AdS) est décrite par une théorie de champ conforme (CFT). Une entrée du dictionnaire dans cet exemple très particulier vient de Maldacena (son papier "Eternal Black Holes in AdS") où il montre qu'un trou noir correspond à un état intriqué d'une double copie de la CFT, où chaque copie décrit individuellement chaque côté du trou noir. C'est comme dans Schwarzschild, avec l'extension maximale de la solution, il y a deux espace-temps reliés par un trou de vers. C'est un exemple très particulier et pas du tout réaliste, mais en essayant de généraliser, Susskind et Maldacena se sont dits que ce qui pourrait être vrai aussi dans d'autres cas est que les trous de vers et les états intriqués sont intimement liés.

Revenons maintenant à ces fameux trous de vers dans ER=EPR. Le fait que des trous noirs reliés par un trou de vers puissent être intriqués n'est pas si fou, ce sont des objets mystérieux dont beaucoup de facettes restent à découvrir. Le plus surprenant dans la conjecture est que toutes les particules intriquées seraient en fait jointes par des trous de vers. On manipule des états de Bell intriqués tous les jours dans des labos, et jusqu'à preuve du contraire (en omettant quelques journalistes clickbait) on a jamais observé de trous de vers reliant ces particules. C'est passé un peu sous le tapis sur Wikipédia, mais très bien expliqué dans l'article de Susskind et Maldacena. Ces "trous de vers" ont une interprétation géométrique seulement pour des trous noirs. Pour des particules intriquées usuelles il s'agit de "trous de vers quantiques" où il n'y a pas plus vraiment d'interprétation géométrique.

Pour comprendre il faut se rappeler mon commentaire précédent : la gravitation classique n'est qu'une description effective de la théorie quantique non gravitationnelle dans un certain régime. En dehors de ce régime on aurait la gravitation quantique, qui n'est à priori pas une description géométrique telle la relativité générale, c'est quelque chose de plus mystérieux duquel l'espace-temps émerge dans la limite classique. Ces "trous de vers quantiques" seraient des états purement quantiques de cette théorie.

Pour conclure j'espère que j'ai su élucider quelques points, très clairs dans le papier ER=EPR, un peu moins clairs sur Wikipédia. Je rappelle qu'il faut prendre cela avec des pincettes : il s'agit de recherche active, et non pas de science établie. On est très loin de pouvoir faire des mesures pour réfuter ou confirmer ces hypothèses, basées seulement sur de la consistence théorique vis à vis des modèles que l'on connaît (mécanique quantique et relativité générale).

Bonne soirée

[A voir en vidéo sur Futura]

[cancerman]

Salut Antonium oui c'est très clair merci de ton explication sur wikipédia cela restait assez flou en effet.