Explication sur la mécanique quantique

[invite48c8c396]

Salut les physiciens...

Excusez-moi de faire descendre l'incroyable niveau de ce forum Physique , mais je ne comprends pas bien la mécanique quantique .

Tant que l'on n'a pas regardé une particule radioactive, elle n'a pas encore choisi si elle se désintégrait ?? C'est juste dès qu'elle envoie un photon à un oeil qui transmet au cerveau que tout à coup elle se décide, au hasard ?

J'ai dû mal comprendre, ce n'est pas possible ...

P.S. : gardez à l'esprit que je suis en 2nde ! Si jamais c'est une loi incompréhensible par un garçon de mon âge, bah dites-le moi, j'attendrai
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[inviteb301bbff]

Salut !

La mécanique quantique est la théorie qui décrit le monde microscopique des atomes et des particules. Développée au début du XXe siècle, cette théorie a grandement remis en question la physique classique, héritage d'Isaac Newton et de Galilée. Pendant longtemps on a cru que le fonctionnement du monde atomique, inaccessible directement à nos sens, était similaire à celui du monde macroscopique, celui de la vie de tous les jours. On croyait, par exemple, que l'atome ressemblait à un système solaire miniature, les électrons jouant le rôle de planètes autour du noyau de l'atome. Mais il n'en est rien. Qu'est-ce qu'un électron? Voilà bien le problème : il est extrêmement difficile de donner une explication simple car, selon les principes de la mécanique quantique, la nature d'un électron (tout comme celle d'un proton, d'un neutron ou de toute autre particule) ne correspond à aucune image familière de la vie de tous les jours.

C'est sympas de t'interresser a la physique moi aussi je suis en 2nde

http://semsci.u-strasbg.fr/quantic.htm
http://www-lpm2c.grenoble.cnrs.fr/Pe...nement/meca_q/

[Coincoin]

Salut,
Tu peux déjà regarder sur Futura-Sciences, tu devrais trouver quelques dossiers intéressants sur la physique quantique.
Pour répondre un peu à ta question, la mécanique quantique nous apprend qu'un atome peut être dans plusieurs états en même temps ( ). Par exemple, ton noyau radioactif peut être dans l'état désintégré + non-désintégré. Et le système reste dans cette superposition d'états tant qu'on ne fait aucune mesure ("mesure" est ici à prendre au sens large, le simple fait d'interagir avec un photon est considéré comme une mesure), il n'y a pas du tout besoin de faire appel au cerveau d'un éventuel observateur...

[j.yves]

Tant que l'on n'a pas regardé une particule radioactive, elle n'a pas encore choisi si elle se désintégrait ?? C'est juste dès qu'elle envoie un photon à un oeil qui transmet au cerveau que tout à coup elle se décide, au hasard ?

J'ai dû mal comprendre, ce n'est pas possible ...

C'est très bien dit. Oui, c'est bien ça qu'on essaie de nous faire avaler dans les cours de mécanique quantique. C'est sans doute la question la plus difficile que pose la mécanique quantique. Il y a encore des articles de recherche qui portent sur cette question, donc si quelqu'un essaie de te faire croire que c'est très simple, ne le crois pas ! L'idée, c'est qu'un gros système (le cerveau humain) a un fonctionnement qui est esssentiellement classique (déterministe). Le problème de la mesure que tu poses, c'est de comprendre comment un petit système (ton atome radioactif) se couple à un grand système (ton oeil). C'est sûrement un peu flou, mais moi-même je n'y comprends pas grand-chose, je ne fais répéter ce qu'on m'a dit.

[A voir en vidéo sur Futura]

[BioBen]

Il n'y a pas superposition d'état au niveau macroscopique en raison d'un certain "principe de décohérence" non ?(le système interagit tellement avec le monde exterieur qu'il ne peut pas y avoir superposition d'état).

J'aimerai savoir : dans l'experience de pensée du chat schrödinger, est ce que le chat lui-même est considéré comme un système quantique (il est bien dans 2états différents) ou bien c'est juste la particule radioactive qui l'est et qui, par son lien avec le chat (ils sont dans la même boite donc leur états sont liés), lui "fournit une apparence de système quantique" ?
C'est compréhensible ?

a+
ben

[Coincoin]

Pour ce qui est du pradoxe du chat de Schrödinger, rappelons le principe : on enferme un chat dans une boîte dans laquelle on a placé un dispositif quantique qui a une chance sur deux de se désintégrer (un noyau radioactif), un dispositif permet alors de déclencher un petit marteau si le noyau s'est désintégré, ce petit marteau casse une fiole de poison ce qui tue le chat. En résumé, si le noyau est désintégré, le chat est mort, sinon le chat est toujours vivant.
Là où ça devient intéressant, c'est quand la mécanique quantique nous apprend que le noyau peut être dans la superpostion d'états désintégré+pas désintégré. On en déduit donc que via notre dispositif, le chat se retrouve dans un état mort+vivant. Autant on peut tolérer des comportements bizarres à l'échelle microscopique, autant à l'échelle macroscopique il ne faut pas choquer notre bon sens. On a donc un magifique paradoxe.
La résolution de ce paradoxe passe effectivement par la décohérence : à partir d'une certaine taille (savoir si il y a une taille limite reste une question ouverte), notre système est trop pertubé pour rester dans cette superposition d'états, il choisit donc un état précis (ici, avec une probabilité de 1/2 pour chaque possibilité). C'est ce que les physiciens appellent la "réduction du paquet d'onde". Dans notre expérience (de pensée, parce que le dispostifi en question est techniquement irralisable et puis parce que tuer des chats (même à moitié) c'est pas bien), dans la chaîne allant du noyau (microscopique) ou chat (macroscopique), il y a aura une "mesure". Une fois, la réduction du paquet d'onde faite, on retrouve macroscopiquement un résultat non choquant pour l'intuition (le chat est mort ou vivant (avec une probabilité de 1/2 pour chaque), mais pas mort+vivant).

[BioBen]

Dans notre expérience (de pensée, parce que le dispostifi en question est techniquement irralisable et puis parce que tuer des chats (même à moitié) c'est pas bien), dans la chaîne allant du noyau (microscopique) ou chat (macroscopique), il y a aura une "mesure". Une fois, la réduction du paquet d'onde faite, on retrouve macroscopiquement un résultat non choquant pour l'intuition (le chat est mort ou vivant (avec une probabilité de 1/2 pour chaque), mais pas mort+vivant).

Oui, on est bien d'accord, mais avant de réaliser la mesure, le chat est-il un système quantique "à part entière".
Parce que :
supposons que l'on ouvre la boite juste assez pour pouvoir réaliser la mesure sur l'atome, on en déduit son état et donc l'état du chat, là aucun problème.

Mais on peut faire pareil avec le chat : on ouvre la boite et on regarde l'état du chat. De là on en déduit l'état de l'atome.

Donc en fait c'est un peu comme ci à cause de l'atome radioactif, le chat deveniait un système quantique, et inversement. Non ?

a+
ben

[Coincoin]

Ce que je dis, c'est que tu n'as pas besoin d'ouvrir la boîte pour qu'il y ait une mesure... Ton dispositif fait une mesure (sans t'appeler) avant même que tu ne viennes voir comment va Minou.

[invite441ba8b9]

La résolution de ce paradoxe passe effectivement par la décohérence :

Je tiens à préciser que cette "résolution" n'est pas encore admise.

[BioBen]

Ce que je dis, c'est que tu n'as pas besoin d'ouvrir la boîte pour qu'il y ait une mesure... Ton dispositif fait une mesure (sans t'appeler) avant même que tu ne viennes voir comment va Minou.

Je tiens à préciser que cette "résolution" n'est pas encore admise

Oui, ce que dit CoinCoin va en contradiction avec la théorie des univers parallèles pour la réduction du paquet d'onde.

Mais bon, cette théorie, je ne la trouve pas convaincante du toute (en tout cas le peu que j'ai pu lire ne m'a pas convaincu), alors je me range plutôt du coté de CoinCoin

a+
ben

[invite143758ee]

Il n'y a pas superposition d'état au niveau macroscopique en raison d'un certain "principe de décohérence" non ?(

j'ai vu qu'on intriquait des systèmes physique de l'ordre de grandeur d'un virus.

[invite441ba8b9]

Oui, ce que dit CoinCoin va en contradiction avec la théorie des univers parallèles pour la réduction du paquet d'onde.

Mais bon, cette théorie, je ne la trouve pas convaincante du toute (en tout cas le peu que j'ai pu lire ne m'a pas convaincu), alors je me range plutôt du coté de CoinCoin

a+
ben

T_T suis tout seul ! Mon problême avec cette théorie de décohérence c'est que le hasard m'ennui beaucoup ^^... Philosophiquement parlant, pour moi c'est un conceptes paradoxales... enfin bon on est pas dans le bon forum pour ce sujet !

@++

[invite441ba8b9]

Oops j'ai di une connerie ^^ (c'est pas la première fois ) ! La théorie des mondes multiples ne critique en rien le phénomène de décohérence (voir http://www.hedweb.com/everett/everett.htm#environment et
http://www.hedweb.com/everett/everett.htm#decoherence) mais le phénomène de réduction du paquet des ondes (comme a dit bioben) ! dsl pour mon erreur dans mon post précèdent... Enfin cette réduction est de toute facon "hasardeuse"

[invite48c8c396]

Oui, le paradox du chat, il était expliqué dans le Sciences et Vie junior hors-série sur les découvertes d'Einstein (vous allez me dire qu'Einstein détestait la mécanique quantique, mais justement... ). C'est vraiment extraordinaire tout ça . Mais puisque tout est fait d'électrons, tout devrait être système quantique, non ? Ou alors, s'il y a beaucoup d'électrons, il sont obligés d'être bien sages ??!!

Merci beaucoup pour vos réponses intéressantes.

[BioBen]

C'est vraiment extraordinaire tout ça . Mais puisque tout est fait d'électrons, tout devrait être système quantique, non ? Ou alors, s'il y a beaucoup d'électrons, il sont obligés d'être bien sages ??!!

C'est un peu ce dont on parlait plus haut : au niveau macroscopique (quand ca devient grand), bah il y a un pricinipe dit principe de décohérence qui fait que on va pas voir un chat vivant et mort parce que il y a trop d'objets qui interagissent avec lui pour que ce soit possible.

a+
ben

[Makalu]

C'est un peu ce dont on parlait plus haut : au niveau macroscopique (quand ca devient grand), bah il y a un pricinipe dit principe de décohérence qui fait que on va pas voir un chat vivant et mort parce que il y a trop d'objets qui interagissent avec lui pour que ce soit possible.

Bonsoir,

Un système macroscopique (c'est-à-dire à notre échelle) n'est pas nécessairement incohérent. Pour preuve les condensats de Bose-Einstein dont on peut tester la cohérence par des expériences d'interférences.

[BioBen]

Un système macroscopique (c'est-à-dire à notre échelle) n'est pas nécessairement incohérent. Pour preuve les condensats de Bose-Einstein dont on peut tester la cohérence par des expériences d'interférences

En même temps il a 14ans et aimerait, je pense, une explication qu'il puisse comprendre....Enfin c'est comme si mtheory commencait à me dire que telle loi ne s'aplliquait pas dans tel cas de figure incompréhensible (8ème dimension refermée sur elle même, 2ème porte à droite )de la théorie des cordes à 11 dimensions, je décrocherais bien vite.

T'as plus quà lui expliquer ce qu'est le condensat de Bose Einstein

a+
ben

PS : Et il en est lui même conscient :

P.S. : gardez à l'esprit que je suis en 2nde ! Si jamais c'est une loi incompréhensible par un garçon de mon âge, bah dites-le moi, j'attendrai

PS2 : mes propos ne sont pas agressifs (on pourrait mal les interpréter je pense, meiux vaut prévenir que guerir)

[invite19431173]

En fait, si j'ai bien compris, grossomodo, c'est comme s'il y avait un gros paquet de +, de -, de poles Nord, de poles Sud, de haut, de bas, de gauche de droite etc... le tout en grand mouvement, ce qui donne statistiquement, un truc "neutre" au sens large du terme... ??

[invite72b32a1f]

Mais, à l'intérieur de la boite, le chat n'est jamais mort et vivant à la fois, c'est juste que l'on manque d'information pour le dire.Dans ce cas là, y'a plus de paradoxe, si ?

[invite441ba8b9]

" Mais puisque tout est fait d'électrons, tout devrait être système quantique, non ? Ou alors, s'il y a beaucoup d'électrons, il sont obligés d'être bien sages ??!!"

C'est un peu ce dont on parlait plus haut : au niveau macroscopique (quand ca devient grand), bah il y a un pricinipe dit principe de décohérence qui fait que on va pas voir un chat vivant et mort parce que il y a trop d'objets qui interagissent avec lui pour que ce soit possible.
a+
ben

La décohérence explique le fait qu'on ne peut pas voir de superposition d'Etat mais le fait que le monde macroscopique n'est pas aussi "bordelique" est, je crois, expliqué par le principe d'intégralité des chemins de Feynman... d'ailleur j'aimerais avoir quelques précisions à ce sujet !

++

[deep_turtle]

le fait que le monde macroscopique n'est pas aussi "bordelique" est, je crois, expliqué par le principe d'intégralité des chemins de Feynman... d'ailleur j'aimerais avoir quelques précisions à ce sujet !

Qu'est-ce que tu entends par l'expression "intégralité des chemins de Feynman" ?? Je connais certes les intégrales de Feynman qui font intervenir des chemins, c'est de ça que tu veux parler ?

[invite441ba8b9]

Qu'est-ce que tu entends par l'expression "intégralité des chemins de Feynman" ?? Je connais certes les intégrales de Feynman qui font intervenir des chemins, c'est de ça que tu veux parler ?

bah en faite je viens d'ouvrir un post dans la section "astrophysique" sur le sujet, je viens de découvrir cette théorie mais je ne la comprend pas très bien :/ (cf. http://culturesciencesphysique.ens-l...t/Quantique/#5 ). Apparemment je parle de la meme chose que toi... à ce que j'ai compris c'est une métode de calcul permettant de trouver le chemin le plus probable que pourrait effectuer une particule... ca expliquerais donc pourquoi il est plus probable que certaines choses arrivent au détriment des autres... enfin je me trompe certainement car je n'ai pas de très bonne base ! Si vous pouvez m'aider ce serait sympa ^^ !

Merci d'avance ! @+

[invite72b32a1f]

Donc le paradoxe, c'est qu'on ne peut pas dire q'il est mort ou vif...et pas qu'il est mort et vivant à la fois...
Enfin, j'ai peut etre pas compris ce qu'&tais un paradixe.Si c'est le cas dites le moi...

[BioBen]

Bah en fait dire qu'il est mort ou viant ce sous entend que tu as déja fais une mesure et donc tu enlève un part din'formation à ton système, ce qui est faux.
Etant donné que tu n'as aucune oinformation, tu ne peux pas te pronconcer...

Enfin moi je vois plutot ca comme ca.
a+
ben

[invite48c8c396]

Dans SVJ, la dame qui a le chat enfermé dans une boîte avec une particule radioactive à cause du méchant Doc Quantum ( ) tout à coup s'écrie : mais le chat, depuis le début, il a pu observer si ça se désintégrait ou pas, donc la particule a dû choisir un état. Donc ce n'est pas en ouvrant la boîte que le chat risque de mourir .

Mais le chat, ce n'est pas le seul truc bizarre de la mécanique quantique : les anneaux métalliques plongés dans de l'hélium liquide hyper froid sont traversés dans les deux sens, ce qui est normalement impossible... si j'ai bien compris. Ainsi, ils auraient deux états superposés, puisque ils sont censés choisir un sens et qu'en l'occurence ils en ont deux.


Autre interrogation : le système quantique peut avoir deux états jusqu'à ce qu'on l'observe. Qu'est-ce que signifie ici observer?

[BioBen]

Autre interrogation : le système quantique peut avoir deux états jusqu'à ce qu'on l'observe. Qu'est-ce que signifie ici observer?

Ca veut dire dès qu'on essaye d'obtenir une information dessus (oeil pour le chat, detecteur pour les particules,..).

[Makalu]

Oui d'accord tu as peut-être raison... Mais en tout cas pour quelqu'un de 17 ans tu en sais déjà beaucoup!!

[BioBen]

Une certaine personne de ce site m'a fait prendre conscience que pendant les 2 semaines après mes exams (qui ont lieu en ce moment), je ne ferais pas grand chose à part trainer sur le forum (enfin c'est déja beaucoup).

Alors je me suis dit "Pourquoi pas approfondir un peu la mécainque quantique ?", en plus ca tombe bien, le fil a un titre adéquat.

Donc je recherche quelques bons sites/pdf pour "démarrer" (j'en ai déja fais un peu) en mécanique quantique (pas d'un point de vue conceptuelle, d'un point de vue mathémtaique/physique) : équation de schrödienger,...
Un truc clair qui explique bien avec quelques exos aussi si possible. J'ai déja un petit livre, mais bon aucun exo, et puis le cours n'y est pas très développé.

Merci d'avance
a+
ben

[invite441ba8b9]

1) Dans SVJ, la dame qui a le chat enfermé dans une boîte avec une particule radioactive à cause du méchant Doc Quantum ( ) tout à coup s'écrie : mais le chat, depuis le début, il a pu observer si ça se désintégrait ou pas, donc la particule a dû choisir un état. Donc ce n'est pas en ouvrant la boîte que le chat risque de mourir .

2) Mais le chat, ce n'est pas le seul truc bizarre de la mécanique quantique : les anneaux métalliques plongés dans de l'hélium liquide hyper froid sont traversés dans les deux sens, ce qui est normalement impossible... si j'ai bien compris. Ainsi, ils auraient deux états superposés, puisque ils sont censés choisir un sens et qu'en l'occurence ils en ont deux.

1) je ne crois pas que le chat puisse être considéré comme un observateur car il fait également parti du système...

2) c'est un problème de décohérence ca nan?

[invite72b32a1f]

En fait, je pensais savoir ce qu'étais le paradoxe du chat, j'ai lu le post de coincoin et en fait il me manquait quelques infos, d'ou la question dénué de sens...là, je viens de comprendre il me semble...désolé !

Mais, à l'echelle microscopique, comment c'est possible que deux états peuvent etre superposé, c'est vraiment bizarre ce machin...et comment on la prouvé ce principe ?