Discussion technique : le matou de Schrödinger

[Pio2001]

Allez, en avant ! Je vais mettre les deux pieds dans le plat !
Ceci est un message assez technique. Il contient peut-être des erreurs, et est donc adressé en priorité aux experts en mécanique quantique du forum.


Une interprétation classique du phénomène de mesure peut nous permettre de nous débarrasser des notions d'indéterminisme et de non-localité en mécanque quantique, à condition d'introduire dans notre environnement des chats de Schrödinger un peu plus encombrants que ceux auxquels nous sommes habitués, tout en respectant les prédictions de la mécanique quantique, et en violant bien les inégalités de Bell.

1-Mesure de la valeur d'un spin 1/2

Une particule se déplace horizontalement vers un détecteur de spin vertical. La projection du spin sur l'axe horizontal perpendiculaire à son déplacment est "spin gauche". Son spin vertical est donc dans une superposition à poids égal des états spin haut et spin bas. Le détecteur va donc donner la mesure spin bas dans 50 % des cas et spin haut dans 50 %.
Quel est le mécanisme qui est à l'origine du choix ? D'après la mécanique quantique, il n'y en a pas. C'est une indétermination fondamentale de la nature.

2-Un modèle classique de la mesure

Imaginons maintenant que ce soit l'appareil de mesure qui détermine ce choix. Comme lorsqu'on tire à pile ou face, la trajectoire exacte le la pièce est cahotique à cause de son environnement complexe, et détermine au final le résutat du lancer.
La particule va commencer à interagir avec les atomes les plus proches de l'appareil de mesure. Ceux-ci vont, pendant un temps très court subir l'influence de la particule, et passer dans l'état détection de spin bas + détection de spin haut, superposition des deux. Puis l'ensemble va interagir de plus en plus avec son environnement immédiat, et de façon de plus en plus cahotique. L'appareil de mesure étant conçu pour mesurer les spins verticaux, ses états d'équilibre sont "mesure de spin haut", et "mesure de spin bas". L'ensemble particule + voisinage immédiat dans l'appareil de mesure va donc évoluer de façon un peu chaotique vers un des deux états d'équilibres. La particule a alors acquis son état final : spin haut ou spin bas, tandis que l'appareil se place dans l'état de mesure correspondant. Le choix étant déterminé par l'état quantique de toutes les particules ayant participé à l'interaction.
L'appareil se comporte face à une telle particule un peu comme une bille de verre posée sur une lame de couteau. La bille va tomber d'un côté ou de l'autre avec une probabilité de 50 %, avec un choix de direction extrêmement sensible aux conditions initiales.

On sait que ce modèle, classique, ne rend pas compte des corrélations observées dans les expériences EPR, car il est à variables locales cachées. Introduisons alors notre gros chat dans une expérience EPR.

3-Une expérience EPR

Deux particules de spin 1/2 sont préparées dans un état intriqué.
L'état



pour être précis.

C'est une superposition de l'état où la particule 1 a un spin haut et la 2 un spin bas, et de l'état où la particule 1 a un spin bas et la 2 un spin haut.
On les envoie chacune vers un détecteur de spin. Le résultat d'une mesure de spin vertical sur ce système donne soit spin haut pour la particule 1 et spin bas pour la 2, soit l'inverse. Les spins sont anticorrélés. Si l'un est haut, l'autre est bas.
Ce système est non séparable. Considérons donc qu'il s'agit d'un système quantique de très grande taille, dont les deux extrémités vont arriver chacune sur un détecteur.
Chacune des extrémités va commencer à interagir avec le détecteur. Les atomes des détecteurs vont réagir à l'état du système, et amorcer un passage du détecteur dans un état superposé. Si on reste dans notre vision classique, la réduction du paquet d'onde, c'est à dire le passage de l'ensemble de ces particules dans un des deux états observables possibles, va être entravée par la taille du système quantique. Celui-ci ne devrait pas pouvoir passer instantanément dans l'état final avant que l'onde de décohérence ne l'ait parcouru en entier, et amorcé un basculement de l'ensemble soit du côté 1-haut-2-bas, soit du côté 1-bas-2-haut.

4-Le matou de Schrödinger

Eh bien restons dans notre système classique ! Pendant le temps que met l'onde de décohérence pour parcourir toute l'étendue du système de deux particules, les détecteurs de particules ont déjà perçu les impacts et commencé à envoyer des ondes électromagnétiques dans les câbles qui les relient au compteur de coïncidence, afin d'amorcer l'établissement du signal électrique qui annonce la détection d'une particule. Pour l'instant, ces câbles sont dans une superposition quantique des états "amorce d'un courant", et "pas d'amorce d'un courant".
Puis l'ensemble système + particules + instruments de mesures + câbles bascule tout entier dans l'un des deux états possibles.

Cette description permet-elle de rendre compte de tous les phénomènes quantiques ?

5-Objections

Objection : Cette description est classique, donc ne rend pas compte du comportement quantique de la matière.
Réponse : La réduction du paquet d'ondes s'est faite dans les règles quantiques, à partir d'un état non séparable qui n'est pas un mélange statistique. On a seulement introduit un délai dans sa mise en place. Donc on reste dans le cadre de la mécanique quantique.

Objection : le mécanisme introduit des variables cachées locales : l'état de l'environnement. Donc il respecte les inégalités de Bell. Celles-ci étant violées en réalité, ce système ne peut pas représenter la réalité.
Réponse : Dans notre système, le résultat de la mesure dépend de l'état des deux appareils de mesure, or les inégalités de Bell supposent que le résultat en A ne dépend pas de l'état de l'appareil B. Nous violons donc une condition nécessaire à leur démonstration. Elles deviennent fausses et nous n'avons pas à les respecter.

Objection : une interprétation locale à variables cachées qui viole les inégalités de Bell et reproduit les résultats de la mécanique quantique... où est l'erreur ?
Réponse : Nous sommes sortis des conditions EPR ! En effet, notre acte de mesure est sorti des régions d'espace-temp A et B pour se faire, de façon très lente, sur l'ensemble du système quantique mesuré.
D'ailleurs, dans l'état que nous avons préparé, parler de mesure sur une particule n'a aucun sens, puisque le système est non séparable. Il n'est pas constitué par la réunion de deux particules. Il constitue une sorte de super-particule élémentaire provisoire... jusqu'à ce qu'on brise l'intrication pour retrouver deux particules séparées. Une mesure de spin ne peut se faire que sur l'ensemble.

Objection : donc en revenant aux conditions EPR, on retrouverait tous les paradoxes de la mécanique quantique.
Réponse : Dans notre hypothèse, il est impossible d'achever une mesure dans une région d'espace temps qui ne contient pas tout le système mesuré, car on suppose que la mesure est une interaction entre l'appareil de mesure et le système mesuré qui se propage à une vitesse inférieure à celle de la lumière. Il est donc fondamentalement impossible de réaliser une véritable expérience EPR.

Objection : cela a déjà été fait par Aspect, Roger, Grangier et Dalibard.
Réponse : qui prouve que leurs mesures étaient totalement achevées avant qu'une interaction ne puisse se propager d'un appareil à l'autre ? ...Puisque l'achèvement d'une mesure n'est pas observable en soi.
Leurs appareils de mesure ont pu rester dans un état superposé assez longtemps pour qu'une influence se propage entre les deux appareils, sans que personne n'ait aucun moyen de le savoir. Il s'agit de photomultiplicateurs. Peut-être même que leur mécanisme de photomultiplication est assez lent et qu'aucun courant électrique n'a eu le temps de s'amorcer dans les câbles avant la propagation d'une influence d'un appareil à l'autre à une vitesse inférieure à celle de la lumière.
D'ailleurs même si un observateur humain avait eu le temps de relever le résultat avant qu'une influence ne puisse se propager, il ne serait pas possible de savoir s'il était lui-même dans une superposition d'états pendant un moment.

Objection : j'ai entendu parler d'une expérience EPR menée avec plusieurs kilomètres de fibre optique. Cela n'impose-t-il pas une taille colossale au chat de Schrödinger au bout de la fibre ?
Réponse : j'ai vu cela à la fin des années 90 en couverture de Science et Vie, je crois. J'aimerais beaucoup en savoir plus, si quelqu'un a un lien.

Objection : si le résultat en A dépend de l'état de l'appreil B, nous sommes dans le cadre habituel de la mécanique quantique avec non-localité, non-séparabilité, et en plus un matou de Shrödinger sur les bras. Où est l'intérêt ?
Réponse : la non-localité n'est plus quantique. Ce n'est qu'une banale interaction à distance à vitesse infra-luminique. On a supprimé la notion d'interaction instantanée à distance, et on a expliqué le résultat de la mesure par un chaos déterministe. On s'est donc débarrassé du "Dieu qui joue aux dés", et rétabli le déteminisme absolu. Le résultat de la mesure dépend de l'état quantique du système et des états quantiques de toutes les particules des deux appareils de mesure.

6-Test expérimental.

Cette hypothèse peut être en principe soumise à l'expérience. Plusieurs équipes dont celle de Serge Haroche, ont réalisé des expériences de mesure du temps de décohérence d'un petit chat de Schrödinger, et ont constaté que plus le chat était gros, plus la décohérence était rapide.
Il suffirait donc de relier un chat de Schrödinger au système quantique d'une expérience EPR, de sorte que la corrélation de la paire EPR maintienne le chat dans un état de corrélation quantique. On mesure alors simultanément les corrélations quantiques de la paire EPR et le temps que met le chat à se projeter sur un état classique.
S'il est possible d'abandonner le non-déterminisme et la non-localité quantiques au profit d'un matou de Schrödinger, cela ne peut se faire qu'en imposant une limite inférieure au temps de décohérence d'un système quantique. C'est la durée qui correspond au temps que mettrait la lumière pour le parcourir de part en part. Dans ces conditions, le temps de décohérence du système doit croitre proportionnellement à l'éloignement des deux appareils de mesure EPR.
La durée exacte n'est a priori pas définie avec une grande précision. Les ondes de décohérence qui proviennent des appareils se rejoignent à mi-chemin après avoir parcouru la moitié de la taille du système. Mais le processus peut se propager à une vitesse inférieure à celle de la lumière, ou devoir faire plusieurs allers et retours le long du système avant que le choix du résultat ne soit déterminé, ce qui donnerait des temps de décohérence encore plus longs.

Quoi qu'il en soit, si on mesure un temps de décohérence inférieur à la moitié du temps nécessaire pour traverser le système à la vitesse de la lumière, tandis qu'on a la preuve par ailleurs qu'il y a corrélation quantique (inégalités de Bell violées), et que le chat est toujours corrélé à la paire EPR, alors l'idée du matou de Schrödinger doit être abandonnée, car incompatible avec les observations.
Si en revanche le temps de décohérence est au moins égal à la taille-lumière du système, et donc croit avec l'éloignement des détecteurs, alors on est en présence d'un matou de Schrödinger, et la notion d'action instantanée à distance est réfutée. La notion de non-localité n'a strictement plus aucune utilité puisqu'on n'en observe aucune manifestation expérimentale. Quand au non-déterminisme, plus rien ne s'oppose à ce qu'on l'abandonne en postulant que le résultat de la mesure est entièrement déterminé par les états quantiques du système, de l'ensemble des appareils de mesure et de l'environnement immédiat.

J'attends vos commentaires avec impatience. Toutes les objections auxquelles je n'ai pas pensé sont les bienvenues.
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[invitefa5fd80c]

Salut !

Tout effort visant à donner un sens qualitatif plus acceptable au formalisme mathématique de la mécanique quantique que celui qui prévaut actuellement est louable (évidemment le mot "acceptable" est un concept des plus subjectifs). Je suis vraiment content que quelqu'un propose quelque chose au risque de "se mettre les pieds dans les plats" comme tu le dis si bien.
Et, à moins que je me trompe, j'ai l'impression que les modérateurs vont avoir du pain sur la planche ...

De toute évidence tu as travaillé très fort pour produire ce texte, alors avant de me prononcer sur le contenu je vais prendre le temps de bien lire le texte pour être certain de comprendre le sens exact de ton propos.

En ce qui concerne l'expérience EPR menée à la fin des années 1990, elle est relatée dans le numéro 964 de Science & Vie (Janvier 1998) sous le titre :
Espace, Temps L'expérience qui contredit Einstein.
Il y a aussi une expérience plus récente et tout à fait analogue relatée dans le numéro 1024 de Science & Vie (Janvier 2003) sous le titre :
Le temps n'existe pas !

Il ne me reste plus qu'à te souhaiter Bonne chance !

[invite8c514936]

Bonjour,

Et, à moins que je me trompe, j'ai l'impression que les modérateurs vont avoir du pain sur la planche ...

Pourquoi, tu vois quelque chose qui viole la charte ?

Sinon, pour le message initial, je ne comprends pas en quoi ça réponds à la moindre question. Pio2001 tu donnes une description personnelle et imagée de ce qui se passe quand un système vient interagir avec un détecteur, mais en quoi cette description est-elle moins non-locale que ce qu'on raconte d'habitude ? Pourquoi dis-tu que ton "matou" de Schrodinger est plus gros que celui des autres ?

une interprétation locale à variables cachées qui viole les inégalités de Bell et reproduit les résultats de la mécanique quantique... où est l'erreur ?

Pourquoi dis-tu que ça ? Tu décris un processus avec des mots, mais je ne vois pas pourquoi, du coup, on ferait l'objection que tu anticipes...

[invite8915d466]

Si j'ai bien compris ta proposition, elle est à mon avis assez facilement démontable.

1) D'abord, je ne sais pas si ça a été fait, mais il n'y a pas d'impossibilité théorique à faire une mesure EPR dans des conditions où on soit sur que les mesures sont bien terminées AVANT de pouvoir interagir entre elles physiquement (la lumière ne parcourt que 30 cm en une ns, et il existe des détecteurs réagissant à cette vitesse).

2) Tu as l'air de penser qu'il faut que le système "sache" qu'il est en train de faire une mesure pour réagir de manière "coordonnée". Or la notion de mesure est une notion intuitive liée à notre perception de l'information (dont la physique est bien en peine de savoir d'où elle provient). Il n'y a rien de spécifique dans l'interaction avec un appareil de mesure, qui apparaisse dans les équations de base (type schrödinger ou Maxwell).

3) De toutes façons, tu ne réponds pas au problème que le mécanisme de projection, quel qu'il soit, est simplement incompatible avec le principe de superposition. Il n'y a aucun moyen logique de conserver le principe de superposition ET l'interdiction de superposition des états macroscopiques ( à bien distinguer de la décohérence qui est elle bien comprise, mais qui n'implique pas la projection ). La Meca Q dans son etat actuel comporte une contradiction, il faut forcément une "autre" théorie pour en sortir.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invitefa5fd80c]

Bonjour !

Pourquoi, tu vois quelque chose qui viole la charte ?

Non, pas du tout! Ce n'était qu'une plaisanterie exprimant mon impression que ce sujet pourrait facilement déraper. Si j'ai vexé qui que ce soit, je m'en excuse très sincèrement car ce n'était pas mon intention.

Bonne journée !

[Pio2001]

Pio2001 tu donnes une description personnelle et imagée de ce qui se passe quand un système vient interagir avec un détecteur, mais en quoi cette description est-elle moins non-locale que ce qu'on raconte d'habitude ?

"D'habitude", on ne peut pas reproduire les résultats de la mécanique quantique par des actions de cause à effet locales classiques. On est obligés de faire intervenir des "actions instantanées à distance". Elles ont le bon goût de ne pas violer la relativité restreinte, parce que leurs conséquences observables sont localement non-déterministes. La mesure d'un côté d'une expérience EPR donne toujours un résultat aléatoire.
Mais elles ont la curieuse propriété d'exister tout de même, car sans elles, il n'y aurait pas autant de corrélations entre les mesures des deux côtés. Sans elles, les inégalités de Bell seraient respectées.
D'où la notion de "non-loacalité", parce que cette corrélation existe déjà dans les résultats enregistrés par chacun des appareils EPR, avant qu'on ne puisse les réunir afin d'en faire la comparaison.

Il n'est pas possible d'expliquer cela en considérant que le résultat d'une mesure est produit par les interactions locales entre l'état quantique de la particule mesurée et les états quantiques de toutes les particules de l'appareil de mesure. Il faut obligatoirement faire intervenir "something spooky" en plus comme on dit. Une "action instantanée à distance" de nature inconnue, appelée réduction du paquet d'ondes.

Je propose ci-dessus de pousser jusqu'au bout l'interprétation locale classique de la notion de mesure, habituellement considérée comme fausse. Je la pose comme postulat de départ en quelque sorte, pour voir toutes les contradictions que cela peut produire... et je n'en trouve pas tellement.

Pourquoi dis-tu que ton "matou" de Schrodinger est plus gros que celui des autres ?

Parce que dans ce cas de figure, l'intrication des particules EPR va empècher les appareils de mesure de donner un résultat déterminé avant un certain délai.

Normalement, un photon arrive sur un polariseur dans un état superposé de polarisation (en fait c'est un peu faux, le système mesuré est une paire de photons, pas un photon seul). Si c'est un miroir semi réfléchissant qui renvoie les photos de telle polarisation d'un côté et ceux de telle autre polarisation de l'autre côté, alors le photon se délocalise, et emprunte les deux chemins à la fois. Il arrive finalement aux détecteurs de particules placés de chaque côté. Là, il y a réduction du paquet d'onde. L'un des deux détecteurs réagit, et pas l'autre.

Tandis que dans l'hypothèse du "matou de Schrödinger", pour lui donner un nom, si on imagine une expérience EPR si grande que l'un des détecteurs est sur une planète, et l'autre sur une autre planète, alors il n'y aura pas réduction du paquet d'onde au niveau des détecteurs. Chaque détecteur va être dans un état quantique qui est la superposition de l'état où il a détecté une particule et de l'état où il n'a pas détecté de particule. Le compteur va être dans une superposition d'états où il affiche 0 impacts, et celui où il affiche 1 impact.
Si un opérateur consulte alors le compteur de chaque détecteur, il sera dans une superposition de l'état où il a lu 1 et de l'état où il a lu 0. Il devient lui-même "chat de Schrödinger". Ca fait un sacré matou !
Toutes les personnes qui rentrent dans le laboratoire deviennent superposées, etc. Jusqu'à ce que l'interaction entre la paire de particules et les deux détecteurs se propage d'une planète à l'autre, et amorce enfin, de façon pas instantanée, et pas non locale, la réduction du paquet d'onde, ce qui permet à tout le monde de retrouver un état un peu plus "classique".
J'appelle alors "matou de Schrödinger" un chat de Schrödinger que l'on forcerait à rester dans l'état superposé par intrication avec un système quantique de très grande taille.

On peut imaginer que si le changement d'état qui conduit tout le laboratoire à passer dans l'état de matou de Schrödinger s'oppose à des actions de l'environnement qui imposent au laboratoire de garder tout de même un comportement classique, alors la corrélation EPR serait brisée. Ou alors les instruments de mesure ne seraient plus capable de réagir aux particules, l'effet de l'environnement l'emportant sur celui de la particule.
C'est pourquoi dans le test expérimental, il faut vérifier à la fois que le temps de décohérence est assez long, et que les inégalités de Bell sont tout de même violées.

Citation:
une interprétation locale à variables cachées qui viole les inégalités de Bell et reproduit les résultats de la mécanique quantique... où est l'erreur ?

Pourquoi dis-tu que ça ? Tu décris un processus avec des mots, mais je ne vois pas pouruqoi, du coup, on ferait l'objection que tu anticipes...

Parce qu'il est bien connu qu'il est impossible de reproduire les prédictions de la mécanique quantique avec une interprétation à variables cachées locales. C'est prouvé. Variables cachées non locales à la rigueur (encore que je ne voie pas comment concilier cela avec la relativité restreinte), mais locales, jamais de la vie !

J'insiste donc bien sur le fait que c'est ce que je fais quand même, mais en dehors des hypothèses EPR.
Je ne viole pas l'hypothèse EPR de localité, je ne viole pas l'hypothèse EPR de réalité, je viole l'évidence "on fait une mesure".
Non : aucune "mesure" ne serait possible ni sur la particule A dans la région d'espace-temps A, ni sur la particule B dans la région d'espace-temps B, car le système n'y effectue pas sa projection sur un état propre de son vecteur d'état.
La mesure ne serait possible que sur la paire intriquée A+B, et complètement en dehors des régions d'espace-temps A et B. En dehors dans le temps, surtout, pas besoin d'aller en dehors dans l'espace.

Je sais que ces notions sont ardues, alors n'hésitez pas à demander plus d'explications sur ce que vous ne comprenez pas. Cela ne m'ennuie pas du tout.

[invite8c514936]

Pourquoi, tu vois quelque chose qui viole la charte ?

Non, pas du tout! Ce n'était qu'une plaisanterie exprimant mon impression que ce sujet pourrait facilement déraper. Si j'ai vexé qui que ce soit, je m'en excuse très sincèrement car ce n'était pas mon intention.

Non non, tu n'as vexé personne, c'est juste que les confusions entre notre rôle de modérateur et celui d'intervenant sont fréquentes, et du coup j'avais mal interprété tes propos, excuse-moi !

Sinon pour Pio2001, tu n'as pas réagi aux remarques de gillesh38...

[invite8915d466]

On peut imaginer que si le changement d'état qui conduit tout le laboratoire à passer dans l'état de matou de Schrödinger s'oppose à des actions de l'environnement qui imposent au laboratoire de garder tout de même un comportement classique, alors la corrélation EPR serait brisée.

Tu m'as l'air de faire le contresens très commun chez les défenseurs de la théorie de la décohérence : penser qu'elle explique la projection.
Il n'y a aucune "action" de l'environnement qui projette le système sur une des composantes. Simplement il a pour effet que les différentes composantes s'ignorent mutuellement et que les interférences quantiques deviennent inobservables. Selon moi, il n'y a strictement aucune différence entre la théorie de la décohérence et la théorie multi-univers d'Everett (qui justifiait justement le fait qu'on n'observe pas les autres branches parallèles.... à cause de la décohérence ! ).
Ou alors il y a un truc que j'ai pas compris, et faut qu'on m'explique.

[Pio2001]

Merci de tes réponses, Gillesh38, je vais essayer d'y répondre.
Je me propose de défendre mon hypothèse, et j'autorise donc tout le monde à l'attaquer. Je souhaite que ce débat se passe au niveau de l'argumentation, de façon dialectique, en opposant des idées contraires, sans créer aucun conflit d'ordre personnel.

1) D'abord, je ne sais pas si ça a été fait, mais il n'y a pas d'impossibilité théorique à faire une mesure EPR dans des conditions où on soit sur que les mesures sont bien terminées AVANT de pouvoir interagir entre elles physiquement (la lumière ne parcourt que 30 cm en une ns, et il existe des détecteurs réagissant à cette vitesse).

Effectivement, en théorie rien ne l'interdit. C'est moi qui introduit cette interdiction a priori afin d'étudier les conséquences que cela pourrait avoir sur les notions de déterminisme, non localité, superposition, etc.
Par contre, la notion de mesure étant elle-même assez floue, il me paraît assez difficile d'être certain qu'une mesure soit terminée à un moment donné.
On peut être certain que l'appareil a réagi à l'arrivé de la particule avant qu'il puisse y avoir interaction avec l'autre appareil. Cette réaction constitue-t-elle une mesure ? Par définition, on postule que oui. Moi j'abandonne ce postulat. Je dis "pas forcément, après tout". Je reporte la notion de mesure au dernier chat de Schrödinger de la chaîne, même s'il est macroscopique.
Abandonner un tel postulat, c'est très ennuyeux, mais comme je me débarasse ainsi du non-déterminisme, des "choses qui se produisent sans cause", je suis content comme ça.

2) Tu as l'air de penser qu'il faut que le système "sache" qu'il est en train de faire une mesure pour réagir de manière "coordonnée".

Je ne comprend pas très bien. Que veux-tu dire ?

3) De toutes façons, tu ne réponds pas au problème que le mécanisme de projection, quel qu'il soit, est simplement incompatible avec le principe de superposition.

Je pense que les choses se passent de la façon suivante, mais en fait, je préfère attendre ta réponse à ma question plus bas pour développer davantage, parce qu'il y a une chose qui m'échappe.
Je pense, mais je peux me tromper, qu'un système macroscopique donné a plus de chances d'être dans un état classique, que dans un état quantique, parce que pour qu'il soit dans un état quantique superposé, il faut que toutes ses particules soient dans un état de superposition précis qui correspond à l'état macroscopique considéré.
Or s'il est soumis aux influences de son environnement, son état va évoluer. Et en l'absence de contraintes définies, il va le faire depuis l'état le moins probable vers l'état le plus probable. On autorise donc bien les systèmes microscopiques à se superposer, mais on s'aperçoit que pour qu'un système macroscopique le soit, il faudrait qu'il n'interagisse pas trop avec son environnement. Donc en pratique, on n'en observe pas, parce que c'est très improbable.

Il n'y a aucun moyen logique de conserver le principe de superposition ET l'interdiction de superposition des états macroscopiques ( à bien distinguer de la décohérence qui est elle bien comprise, mais qui n'implique pas la projection ).

Voilà ce que je ne comprends pas. C'est quoi, la décohérence ? Je croyais que c'était la réduction du paquet d'ondes. Ou la réduction du paquet d'onde dans le cas de deux particules corrélées (d'où "décohérence", que je confond peut-être avec "décorrélation").
Je vais regarder un peu dans le forum si cette question a déjà été posée.

[Pio2001]

Désolé, nos messages se croisent

[invite8915d466]

Merci de tes réponses, Gillesh38, je vais essayer d'y répondre.
Je me propose de défendre mon hypothèse, et j'autorise donc tout le monde à l'attaquer. Je souhaite que ce débat se passe au niveau de l'argumentation, de façon dialectique, en opposant des idées contraires, sans créer aucun conflit d'ordre personnel.

Bien sur , excuse moi si j'ai l'air un peu sec, c'est juste que je suis au boulot et que je réponds en vitesse.

Par contre, la notion de mesure étant elle-même assez floue, il me paraît assez difficile d'être certain qu'une mesure soit terminée à un moment donné.
On peut être certain que l'appareil a réagi à l'arrivé de la particule avant qu'il puisse y avoir interaction avec l'autre appareil. Cette réaction constitue-t-elle une mesure ? Par définition, on postule que oui. Moi j'abandonne ce postulat. Je dis "pas forcément, après tout". Je reporte la notion de mesure au dernier chat de Schrödinger de la chaîne, même s'il est macroscopique. Abandonner un tel postulat, c'est très ennuyeux, mais comme je me débarasse ainsi du non-déterminisme, des "choses qui se produisent sans cause", je suis content comme ça.

Le probleme de base, c'est pourquoi a-t-on besoin d'un psotulat supplémentaire pour la mesure? Ca veut dire que la simple equation de Schrodinger ne suffit pas! et donc qu'elle est violée. Et donc que les premiers principes affirmant sa généralité sont incompatibles avec tout postulat supplémentaire. Il n'y a aucune raison a priori de penser que l'interaction avec un appareil "de mesure" soit différente de n'importe quelle interaction.

Je ne comprend pas très bien. Que veux-tu dire ?

Ce que je dis ci-dessus. Si dans ta théorie c'est l'appareil de mesure qui détermine le résultat de la mesure sur une particule, il faut qu'il soit transformé de manière extrêmement spéciale par le fait que l'autre appareil a trouvé un certain résultat auparavant.

Je pense, mais je peux me tromper, qu'un système macroscopique donné a plus de chances d'être dans un état classique, que dans un état quantique, parce que pour qu'il soit dans un état quantique superposé, il faut que toutes ses particules soient dans un état de superposition précis qui correspond à l'état macroscopique considéré.

C'est pluot l'inverse ! les états "pur" sont difficiles à préparer, et très peu robustes, justement parce que l'interaction avec l'environnement les fait immédiatement évoluer en des superpositions quantiques.

Voilà ce que je ne comprends pas. C'est quoi, la décohérence ? Je croyais que c'était la réduction du paquet d'ondes. Ou la réduction du paquet d'onde dans le cas de deux particules corrélées (d'où "décohérence", que je confond peut-être avec "décorrélation").
Je vais regarder un peu dans le forum si cette question a déjà été posée.

Effectivement, tu confirmes ce que je disais, tu fais cette confusion (mais tu n'es pas le seul!)

Les effets "quantiques" sont dus à des effets d'interférence entre différents chemins possibles. Techniquement, ils apparaissent comme des termes non diagonaux dans la matrice densité développée sur des états "quasi-classique". Si ces termes non -diagonaux n'existaient pas, il n'y aurait pas d'interférence et la matrice densité serait une simple superposition statistique classique de différents états avec des probabilités.

Ce que montre la théorie de la décohérence, c'est que les termes non diagonaux deviennent très rapidement exponentiellement petits ( MAIS NON NULS!) lorsque le système est couplé à un grand nombre de particules (environnement). Autrement dit, on peut sans être contredit par l'expérience les mettre a zéro, les effets d'interférence devenant en pratique inobservables.

Le problème c'est que les mettre a zéro n'est pas innocent du point de vue conceptuel. Ca transforme un état pur en un mélange statistique : c'est l'essence du postulat de projection. On transforme (A ET B) en (A OU B) en profitant que la différence entre les deux (les effets d'interférence) devient en pratique inobservable. Mais du point de vue logique, ce n'est pas justifié, et c'est contradcitoire avec les premiers principes de la Meca Q (principe de superposition et unitarité de l'opérateur d'évolution).

On "balaie la poussière sous le tapis" pendant que l'observateur a le dos tourné en quelque sorte .

[invitefa5fd80c]

Non non, tu n'as vexé personne, c'est juste que les confusions entre notre rôle de modérateur et celui d'intervenant sont fréquentes, et du coup j'avais mal interprété tes propos, excuse-moi !

Ouf ! tu me rassures. Merci !

[Pio2001]

Bien sur , excuse moi si j'ai l'air un peu sec, c'est juste que je suis au boulot et que je réponds en vitesse.

Non, non, pas de soucis. Ma remarque était générale et aucunement motivée par ta répose.

Le probleme de base, c'est pourquoi a-t-on besoin d'un psotulat supplémentaire pour la mesure?

C'est peut-être un problème de base, mais il ne remet pas en question le système que je propose.
Dans une vision traditionnelle avec non déterminisme et non localité, on a ce problème de la mesure à justifier.
Dans une vision alternative avec matous de Schrödinger, déterminisme et localité, on a toujours exactement le même problème à justifier.
Ce point ne change pas, mais il n'empèche pas le "troc" du non-déterminisme et de la non-localité contre les gros chats.

La notion de mesure intervient dans mon hypothèse. C'est vrai. Je suppose que la mesure n'est pas instantanée, mais obéit aux lois de la relativité restreinte, c'est-à-dire que ses mécanismes, quels qu'ils soient, se propagent moins vite que la lumière.
En revanche, je peux me passer de faire des hypothèses sur leur nature. Ils peuvent conserver leur mystère, leur contradiction avec les postulats "initiaux" de la mécanique quantique (si on considère le processus de mesure comme un postulat "additionnel"), il n'en reste pas moins qu'en leur imposant d'aller moins vite que la lumière, on évacue l'action instantanée à distance, donc la nécéssité pour elle d'être indéterministe.

Je me suis étendu dans mon message initial sur ce que pourraient être les mécanismes de mesure, mais c'était pour apporter une justification "raisonnable" à l'hypothèse du matou de Schrödinger. On peut très bien faire cette hypothèse sans préjuger de ce qui se passe pendant la mesure, hormis la vitesse de propagation de tout mécanisme. Cela aurait juste été un peu plus abstrait.

Si dans ta théorie c'est l'appareil de mesure qui détermine le résultat de la mesure sur une particule, il faut qu'il soit transformé de manière extrêmement spéciale par le fait que l'autre appareil a trouvé un certain résultat auparavant.

Je ne considère pas qu'un appareil fasse une mesure sur une particule. Cela me paraît aberrant quand je regarde la fonction d'onde qui décrit l'état du système. Les spins des deux particules y sont mélangés.
Je considère que les deux appareils font une mesure globale sur les spins intriqués des deux particules.

C'est pluot l'inverse ! les états "pur" sont difficiles à préparer, et très peu robustes, justement parce que l'interaction avec l'environnement les fait immédiatement évoluer en des superpositions quantiques.

Erf ? Quoi ?
L'interaction avec l'environnement les fait évoluer vers des superpositions statistiques, pas quantiques, non ?
Je pense ne pas me tromper, je viens de lire les deux tiers de l'article de Wojciech Zurek "Decoherence and the transition from quantum to classical", et il appelle "états purs" les états quantiques superposés (page 7 missing information and decoherence), par opposition à "états multiples" (mixed states), qui désignent les superpositions statistiques.
Donc là, passer d'un état pur à une superposition quantique, ben ce serait ne rien changer du tout ! Il doit y avoir quelque chose à changer dans ta phrase, mais je ne sais pas de quel côté, parce que si on change "quantique", en "statistique", alors ce n'est pas "au contraire" qu'il faut mettre au début, mais "tout-à-fait".

Effectivement, tu confirmes ce que je disais, tu fais cette confusion (mais tu n'es pas le seul!)
(...)
Le problème c'est que les mettre a zéro n'est pas innocent du point de vue conceptuel.

Mais cela ne gène en rien mon raisonnement initial.

Mais du point de vue logique, ce n'est pas justifié, et c'est contradcitoire avec les premiers principes de la Meca Q (principe de superposition et unitarité de l'opérateur d'évolution).

On peut aborder ce point en parallèle, à condition de ne pas occulter l'argument original.
Je réponds par une question : est-ce que l'opérateur d'évolution est capable de décrire une réaction entre particules ? Comme l'absorption d'un photon par un atome, par exemple. Est-ce que l'opérateur d'évolution du photon prédit la disparition de celui-ci une fois que l'atome passe dans un état excité ?

[invite8c514936]

pour la dernière question : l'électrodynamique quantique décrit les amplitudes de probabilité qu'un système atome + champ électromagnétique subisse une transition vars un état du champ possédant un photon de moins. Pour interpréter ces amplitudes de proba en "un photon a été absorbé", il faut préciser (avec quelque chose qui n'est pas dans les équations d'évolution) ce qui se passe au moment de la mesure (on fait le postulat que la fonction d'onde a été réduite, par exemple).

[invite8915d466]

Erf ? Quoi ?
L'interaction avec l'environnement les fait évoluer vers des superpositions statistiques, pas quantiques, non ?

Ca dépend si tu considères le système tout entier (particule+appareil de mesure + environnement) qui évolue dans une grosse boite, il reste dans un état pur (superposition quantique d'états macroscopiques).

En revanche en ne regardant qu'un sous-système (particules+appareil de mesure) (ça revient à prendre la trace partielle en "oubliant" les degrés de libertés supplémentaires auquels il a été couplé) on a une superposition statistique.

Le problème existe dès qu'on a deux particules! un état pur singulet à deux particules est aussi un état statistique mixte quand on en regarde qu'une !

Le problème est que ce n'est pas un vrai mécanisme physique. C'est analogue à la croissance de l'entropie, ce n'est que parce qu'on "oublie" ce que sont devenues les corrélations avec l'environnement qu'on peut dire que c'est un état statistique.

Mais penser que l'Univers a intrinsèquement "basculé" d'un état pur vers un état mixte est encore une fois incompatible avec le principe de superposition.

Je réponds par une question : est-ce que l'opérateur d'évolution est capable de décrire une réaction entre particules ? Comme l'absorption d'un photon par un atome, par exemple. Est-ce que l'opérateur d'évolution du photon prédit la disparition de celui-ci une fois que l'atome passe dans un état excité ?

Bien sûr que non, simplement parce que le "une fois que l'atome" n'a aucun sens en Meca Q. Le système décrit une évolution graduelle de la fonction d'onde totale (photon+atome)/(atome excité) passant d'un état "purement" photon + atome à un état superposé (éventuellement tendant vers un état "pur excité" mais pas forcément) "L'instant " de l'absorption n'apparait nulle part dans la théorie, c'est analogue à une mesure : il faut que l'on postule en plus qu'on "l'observe" a un certain moment.

[Pio2001]

Tout à fait. Je n'étais pas sûr de la réponse à ma question, mais je me doutais que ce devait être non. Nous sommes donc maintenant d'accord.

Le problème de la fonction d'onde de l'univers est intéressant. On pourrait penser que la réduction des paquets d'onde serait le signe qu'un réservoir d'information existe en dehors de ce que décrit la mécanique quantique.
On pourrait même penser que l'irréversibilité du monde qui nous entoure est le signe qu'il ne peut exister aucune conception complète de l'univers, un réservoir d'information infini étant toujours caché à un certain niveau pour faire couler les rivières vers le bas, et pas vers le haut, même en l'absence d'observateur.

Je suis toujours à l'écoute de commentaires au sujet de mon premier message. Tu peux résumer tes objections si elles tiennent toujours, car cette histoire ce réduction du paquet d'onde ne me semble pas constituer une objection à mon hypothèse.

[Pio2001]

D'ailleurs, pour simplifier, je résume mon hypothèse :

Il n'existe pas d'actions instantanées à distance. La réduction du paquet d'ondes lors d'une mesure est le fait d'actions locales à variables cachées. Le résultat de la mesure est déterminé par ces variables cachées. Dieu ne joue pas aux dés.

-> Conséquence immédiate : l'expérience EPR ne peut pas avoir lieu : elle produit un "matou de Schrödinger" qui empèche les mesures prévues par EPR.
Les interprétations actuelles n'ont pas de sens puisqu'elles portent sur une expérience qui n'a pas lieu dans le cadre des hypothèses prévues.

Vous pouvez taper !

[Pio2001]

D'ailleurs, pendant que je suis en congés (cela ne durera pas), j'en profite pour donner une illustration du concept de "matou de Schrödinger", afin qu'il y ait un peu plus de monde qui puisse suivre.

Reprenons l'expérience EPR avec les deux particules de spin 1/2. Elles vont chacune vers un détecteur, et les détecteurs peuvent indiquer respectivement soit spin bas / spin haut, soit spin haut / spin bas.
Ces particules sont en fait "intriquées" l'une à l'autre. On peut se donner l'illustration suivante : c'est un peu comme si on avait une règle d'écolier rigide et plate reliant un détecteur à l'autre. Elle est en équilibre sur sa tranche (son plus grand côté). Les détecteurs appuient verticalement sur la tranche de la règle. Cette pression va conduire la règle à basculer à plat, avec une probabilité égale pour qu'elle bascule à gauche ou à droite.
Mais la rigidité de la règle va relier les mesures des deux détecteurs. Elle bascule toute entière soit sur une face, soit sur l'autre. Il y a corrélation entre le résultat observé d'un côté et celui observé de l'autre.

L'idée du matou de Schrödinger, c'est que la rigidité de la règle est telle qu'elle oppose une résistance à son basculement. Si un petit morceau de règle se trouvait dans un détecteur qui le fait basculer. Il basculerait tout de suite. Mais notre règle se prolonge très loin, et le détecteur n'a pas la force de la briser (les inégalités de Bell sont violées dans l'expérience d'Aspect, malgré la distance, les particules restent bien intriquées au moins jusqu'à leur mesure. La règle ne se brise pas).
Le basculement de la règle reste donc bloqué pendant un certain temps. Le détecteur ne bascule pas, et comme il est déjà en contact avec la règle, il est forcé par la règle à rester dans un état superposé. C'est le matou. Avec un petit morceau de règle dans un petit détecteur, comme dans les expériences de mesure du temps de décohérence de chatons de Schrödinger, il n'y a pas cette contrainte. On peut basculer tout de suite.
Ce n'est que lorsque les contraintes mécaniques (nos variables cachées liées aux deux détecteurs) se sont propagées tout le long de la règle, que la position de celle-ci peut amorcer un basculement d'ensemble. Les deux détecteurs peuvent enfin terminer leur mesure. Le matou ne devient pas tigre. La chaîne d'observateurs dans un état superposé s'arrète là.
Les corrélations peuvent violer les inégalités de Bell, car le résultat observé en A ne depend pas uniquement des variables cachées associées aux éléments situés en A.

D'une certaine façon, on a violé l'hypothèse de localité (le résultat en A est fonction des vartiables cachées en A et B), mais de façon classique, fondamentalement locale (les contraintes mécaniques dans la règle). Fondamentalement, on respecte l'hypothèse de localité, et on viole le postulat implicite qu'il est possible d'achever deux mesures, au sens de la réduction du paquet d'onde, sur un système intriqué dans deux régions d'espace-temps séparées.

[Pio2001]

Allez, puisque je suis en train de vulgariser, autant aller jusqu'au bout. J'espère que je ne floode pas trop. J'essaie juste de bien expliquer.

Je ne recommence pas la description de l'expérience EPR, mais je précise ce qu'on appelle les "hypothèses EPR", puisque j'en parle tout le temps.

1)Critère de réalité : si on peut prédire avec certitude la valeur prise par une observable (=une grandeur) sans aucunement perturber le système, alors il existe un élément de réalité lié à cette observable.
2)Séparation einsteiniennne (ou critère de localité) : si on réalise deux mesures dans deux régions d'espace-temps (lieu + date) séparées par un intervalle du genre espace (c'est-à-dire que pour aller de l'une à l'autre, il faudrait aller plus vite que la lumière), alors rien de ce qui est fait en A ne peut avoir d'influence en B, et inversement, rien de ce qui est fait en B ne peut avoir d'influence en A

C'est à partir ce ces hypothèses qu'on réalise l'expérience de pensée EPR. Elle conduit à violer les inégalités de Heisenberg, car on peut associer un élément de réalité à tous les paramètres simultanément (position, vitesse, énergie, etc)

On considère généralement que le second critère est violé dans le formalisme de la mécanque quantique, et que des actions instantanées se produisent à distance.
Ces actions ne pouvant avoir aucune conséquence observable, ce qui conduirait à des paradoxes temporels, on est obligé d'accepter que "Dieu joue aux dés". Sinon, on pourrait transmettre de l'information plus vite que la lumière.

C'est pourquoi je préfère l'idée que les systèmes intriqués aient la capacité de produire des matous de Schrödinger. Ainsi, la seconde hypothèse EPR est respectée, et par conséquent, Dieu n'a pas à jouer aux dés. Les chats sont juste un peu plus gros.

[invitefa5fd80c]

Salut !

Je voudrais seulement m'assurer que je comprends bien la raison d'être du matou de Schrödinger.

Les confirmations récentes du "phénomène EPR" (commençant avec l'expérience d'Alain Aspect)
sont considérées comme ayant mis fin, tout au moins en apparence, à toute interprétation de type classique du phénomène quantique.

La raison d'être du matou de Schrödinger est de rendre la chose à nouveau possible, sans prétendre identifier de façon exacte les "variables cachées". Est-ce que j'ai bien compris ? Sinon, quelles sont ces variables cachées ?

Dans tous les cas, la discussion qui s'est amorcée est des plus intéresantes et contient des éclaicissements très intéressants sur certains points de la physique quantique.

[Pio2001]

Les confirmations récentes du "phénomène EPR" (commençant avec l'expérience d'Alain Aspect)
sont considérées comme ayant mis fin, tout au moins en apparence, à toute interprétation de type classique du phénomène quantique.

La raison d'être du matou de Schrödinger est de rendre la chose à nouveau possible,

Oui, mais possible sur certains points seulement.

-On conserve la notion de superposition d'états (chat de Schrödinger), qui n'est pas classique, et par voie de conséquence, on conserve la non-séparabilité quantique.
La non-séparabilité en elle-même peut exister dans une vision classique du monde (il n'existe pas de monopôle magnétique, par exemple, le pôle nord d'un aimant est inséparable du pôle sud), mais là, c'est une non-séparabilité quantique, qu'on garde. On peut toujours "intriquer" des particules.
-Le problème de la mesure, posé par Gillesh38, demeure également inexpliqué. Sauf que maintenant, on a le droit de chercher à l'expliquer en utilisant des variables cachées locales.

Par contre, on a abandonné la non-localité quantique, et le non-déterminisme absolu.
On rend donc possible à nouveau une interprétation locale et déterministe de la mécanique quantique.
Einstein serait content !

sans prétendre identifier de façon exacte les "variables cachées".

Tout à fait.

[Pio2001]

je précise ce qu'on appelle les "hypothèses EPR", puisque j'en parle tout le temps.

(...)

On considère généralement que le second critère est violé dans le formalisme de la mécanque quantique, et que des actions instantanées se produisent à distance.

PS : on considère d'ailleurs habituellement que le premier critère est violé aussi : même si on peut prédire avec certitude le résultat d'une mesure, cela ne veut pas dire que le système contient un élément de réalité qui lui correspond. On considère que le système acquiert cet élément de réalité pendant la mesure.

L'interprétation du matou de Schrödinger permet de respecter les deux critères. Les éléments de réalité peuvent être des variables cachées associées à l'ensemble système + détecteur + environnement.

[invitefa5fd80c]

On rend donc possible à nouveau une interprétation locale et déterministe de la mécanique quantique.
Einstein serait content !

Hou la ! la ! ... il n'y aurait pas seulement Einstein qui serait content ! Moi aussi je serais content, toi aussi de toute évidence et beaucoup d'autres j'en suis sûr ! et il ne faut pas désespérer car on pourrait connaître la réponse beaucoup plus vite que l'on pense.

Maintenant je me fais une image beaucoup plus claire de l'approche que tu proposes. Je vais pouvoir réfléchir là-dessus de façon beaucoup plus pointue. Je vais surement te revenir là-dessus, mais je ne peux dire quand car quand je réfléchis, des fois ça peut être long.

Salut !

[Pio2001]

Je suis déjà content que mon idée intéresse quelqu'un, qu'elle soit juste ou fausse.

Par contre finalement, je trouve que l'expression "matou de Schrödinger" n'est pas jolie. Je crois que je vais plutôt dire "tigre de Schrödinger".

Tout-à-l'heure, j'ai failli me faire une objection à moi-même :

Objection : Puisqu'on peut à nouveau respecter les deux critères EPR (réalité et localité), la conclusion d'Einstein, Podolsky et Rosen revient en force : les inégalités de Heisenberg sont violées au niveau fondamental, puisqu'un élément de réalité est associé simultanément aux résultats de toutes les mesures possibles (spins orthogonaux, position et quantité de mouvement...)

Très, très ennuyeux, ça, parce que si on abandonne les inégalités de Heisenberg, il est probable qu'on doive abandonner la dualité onde-corpuscule Or celle-ci est concrètement observée tous les jours en laboratoire.

Heureusement il n'en est rien.

Réponse à l'objection : le critère de réalité dit que si on peut connaître avec certitude le résultat que donnerait une mesure effectuée sur un système, sans aucunement perturber celui-ci, alors il existe un élément de réalité associé au système correspondant à ce résultat.
Or dans l'hypothèse du tigre de Schrödinger, il n'y a aucun moyen de prédire avec certitude le résultat d'une mesure sans perturber le système. L'expérience EPR, qui consiste précisément à faire ainsi, n'est pas possible.
Il est question de regarder le résultat d'une mesure en A pour prédire le résultat obtenu en B. Or en A, personne ne peut obtenir de résultat définitif tant que B n'a pas interagi.
Donc on ne peut pas prédire le résultat de mesures qui seraient faites sur toutes les observables à la fois.

[invite8915d466]

Pour etre sur de ce que tu proposes, peux tu préciser ce qu'on attend dans ton modèle dans l'expérience suivante :


On prépare une source de photons corrélés, et on mesure la polarisation du premier photon A sur un axe Ox, et du deuxième photon B sur un axe 0x' incliné de 60° par rapport au premier.
D'après la Méca Q orthodoxe, a chaque fois qu'on trouve un photon A polarisé selon Ox, on a 75/100 de trouver B polarisé sur Ox'. Evidemment si on ne mesure pas la polarisation de A mais qu'on se contente de détecter sa présence, seuls 50% des photons B seront détectés en polarisation selon Ox'. En l'absence de corrélations quantiques, on trouverait également 50% de B polarisés selon Ox' quelque soit la façon de détecter A.


ici place d'abord les détecteurs l'un près de l'autre (de façon que d/c soit plus petit mettons que le temps d'acquisition des résultats), puis on les éloigne progressivement (mettons qu'on fasse ca dans l'espace et qu'on puisse les mettre a des milliers de km). On peut lire les résultats de plusieurs façons :
* Un observateur est placé près d'un détecteur et reçoit l'information par radio le plus vite possible du second détecteur.
* Un observateur est placé à chaque détecteurs, ilss enregistrent à l'aveugle la détecttion des photons (temps d'arrivée) et comparent ensuite leurs mesures.

*Les résultats sont enregistrés sur des disques durs et lus des mois après.

D'après toi, la corrélation A-B change-t-elle et si oui comment?

[Pio2001]

Cette expérience ne permet pas de faire la différence entre l'interprétation orthodoxe et celle du tigre. Les résultats peuvent être exactement les mêmes.

Pour moi, la réduction du paquet d'onde se fait par l'intermédiaire de la paire de photons. Le fait que l'on cloisonne les résultats pour empècher toute observation d'une corrélation ou non ne change rien. C'est la paire de photons qui prend une polarisation ou l'autre. Une fois la mesure terminée, plus de corrélation quantique. On passe dans le cas particulier d'un état quantique connaissable à 100 % (probabilité unité d'obtenir tel résultat en faisant la mesure).
Idem pour les résultats enregistrés sur disque dur.

La différence entre les interprétations est interne. Il y a une différence dans l'état quantique des disques durs pendant un certain temps, égal à celui que mettrait le signal radio pour avertir l'observateur, mais elle n'est pas observable dans cette expérience.

Si on observe des corrélations quantiques, dans les trois expériences, les mécanismes sous jacents sont de même nature pour les deux interprétations (superposition d'états, mesure, basculement sur un état propre).

Si on n'observe pas de corrélations quantiques, pour les deux interprétations, c'est que quelque chose a modifié l'état des photons, qui étaient à l'origine quantiquement corrélés.
Dans le cas de l'interprétation orthodoxe, ce serait une poussière spatiale, ou une impureté dans la fibre optique, qui aurait réalisé une "mesure de polarisation" pendant le trajet, à l'insu des opérateurs, et suivant un axe différent de celui de leurs polariseurs.
Dans l'interprétation du tigre, on pourrait se demander s'il ne serait pas possible que l'appareil de mesure ait omis de mesurer la polarisation du photon, mais ce serait difficile de le savoir.

Si on observe une disparition progressive des corrélations à partir d'une certaine distance, alors qu'on est sûr que rien sur le trajet ne peut perturber la polarisation des photons, cela pourrait être un indice que les choses se passent conformément à l'hypothèse du tigre, mais il faudrait être absolument certain que la polarisation n'est pas perturbée, car cela pourrait également être la signature d'une influence non identifiée, subie par le photon sur un trajet de grande distance uniquement, tandis que tout se passe comme dans l'interprétation orthodoxe.
Cependant, l'hypothèse du tigre autorise tout-à-fait les corrélations à subsister sur une distance infinie, comme dans l'interprétation orthodoxe. On n'a plus alors des tigres, mais des monstres, dans les laboratoires de mesure. Une planète entière pourrait rester dans un état de superposition quantique plusieurs jours, avec des journaux vendus à sa surface publiant des résultats différent concernant la mesure de polarisation. L'étrangeté de cette hypothèse conduit à imaginer un seuil à partir duquel un instrument de mesure ne serait plus capable de détecter la polarisation d'un photon, si celle-ci est toujours en corrélation avec un autre photon à l'autre bout de l'univers. De cette façon, le laboratoire de mesure n'est plus dans état de superposition quantique, l'état de l'appreil restant indépendant de celui du photon. Mais on peut tout aussi bien accepter l'idée du monstre.

Pour trancher entre les deux interprétations, il faudrait combiner une éxpérience EPR avec une expérience du type "mesure du temps de décohérence", comme décrit dans le message initial de ce sujet.
Je vais étudier ces dernières, pour voir comment il serait possible de faire, mais je reprends le boulot demain, donc ce ne sera pas pour tout de suite.
Bien sûr, je reste présent sur le forum pour poursuivre la discussion.

[Pio2001]

La différence entre les trois expériences dans l'interprétation du tigre est la taille du tigre, ou matou.

Dans le premier cas, rien n'est fait pour limiter la taille du tigre. L'opérateur peut clamer le résultat de sa mesure sur les toits en attendant son message radio, et faire passer toute sa planète dans un état de superposition quantique.
Dans le second cas, la superposition quantique se limite à l'inscription des résultats sur disque durs, que les opérateurs ne lisent pas tout de suite (à condition d'enfermer les disques durs dans des boites de Schrödinger bien étanches à toute interaction avec l'environnement, hormis le détecteur et la paire de photons (*)).
Dans le troisième cas, aucune différence avec le second. Il y a réduction du paquet d'ondes dès que les photons passent dans un état propre. Alors les disques durs aussi.

Il n'y a pas de différence fondamentale entre les trois scénarios. Aucune dans l'interprétation orthodoxe, et une simple différence de taille dans celle du tigre, sans que la nature des phénomènes ne soit affectée.


(*)On pourrait imaginer enfermer les disques dur de telle façon qu'ils soient isolés de la paire de photons après la mesure, mais cela n'a pas beaucoup de sens, parce que cela revient au même, dans l'interprétation du tigre, d'isoler les deux ensembles photons-détecteurs-laboratoires juste avant la mesure.
Or isoler les deux photons de façon à ce qu'aucune influence ne puisse se propager de l'un à l'autre, c'est synonyme de couper la corrélation quantique.
Et si on ne coupe pas la corrélation quantique, alors les boites ne sont pas étanches.

[Pio2001]

Je discute avec moi-même :

Objection : la notion de planète dans un état de superposition quantique ne réfute-t-elle pas l'hypothèse du tigre ?
Réponse : peut-être, mais mon petit rasoir d'Occam portatif me dit qu'il vaut toujours mieux cela que la "génération spontanée" d'évenements qui n'ont pas de cause du tout (le choix du résultat d'une mesure).

Et puis le débat n'est pas vain. Je suis sûr que l'on peut trancher expérimentalement la question. Il me faut étudier la façon dont on peut mesurer un temps de décohérence et l'appliquer à une expérience EPR afin de proposer un dispositif expérimental.

[invite8915d466]

En fait, si tu admets que le monde macroscopique peut exister "un certain temps" dans un état superposé, alors tu n'as plus besoin de projection : tu peux aussi bien adopter l'hypothèse d'Everett, qu'il n'y a JAMAIS projection du paquet d'onde. Si les appareils peuvent exister dans des états superposés, pourquoi pas l'homme?

[Pio2001]

Je n'ai pas étudié cette hypothèse.
L'hypothèse d'Everett n'est-elle pas qu'à chaque fois que l'on effectue une mesure, l'univers se scinde en plusieurs mondes parallèles dans chacun desquels l'un des états propres à été obtenu ?
Avant la scission, il y a superposition d'état, après la scission, la superposition a disparu. Il y a donc bien eu réduction du paquet d'ondes.
Peut-on dire qu'avant la mesure, il y avait déjà scission, chaque résultat possible étant dans un univers différent ? Impossible, il faudrait que les univers communiquent pour rendre compte des interférences quantiques. Et puis un état donné peut être superposé d'un point de vue, et non superposé d'un autre point de vue (spin horizontal, spin vertical), ce serait un univers multiple d'un point de vue et unique d'un autre ? Pas clair...
Je veux bien imaginer qu'à chaque réduction du paquet d'ondes, l'univers se scinde, mais pourquoi faire cette hypothèse puisque des variables cachées peuvent expliquer le choix du résultat de la mesure ?
Le but du tigre de Schrödinger est de rétablir le déterminisme absolu, donc plus besoin d'univers multiples, puisque qu'à chaque mesure, un seul résultat est possible, déterminé par les variables cachées.