La superposition (Meca quantique)

[ClaudeH]

Bonjour,

J'aimerais comprendre comment une particule puisse se trouver en deux endroits simultanément?
Est-ce la même particule qui se superpose, ou alors sa vitesse est telle que nos mesures actuelles là situe en deux endroits?

En acceptant cette théorie (MQ), Il semblerait qu'il y ait deux plans de réalité, voir plusieurs, mais, pourquoi cette particule ne se siturait pas en plusieurs endroits, en même temps et que nos mesures soient incapables de les localiser actuellement?

Merci de pouvoir répondre à mes questions..



Amicalement Claudeh..
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[invitea3fc981a]

La mécanique quantique a pris son essor au cours du XXe siècle, et la vulgarisation qui l'accompagne n'a pas toujours été très pertinente... On entend parler de particules qui sont partout à la fois, qui se divisent en deux ou des choses encore plus aberrantes, c'est pour cela que dans ce domaine plus que dans tout autre il faut prendre les écrits de vulgarisation avec des pincettes.

Je ne sais pas où tu as lu qu'une particule peut être "à deux endroits à la fois", mais ce n'est pas ce que dit la physique quantique. Au mieux, elle dit qu'une particule peut être dans une superposition d'états. Ce dont tu parles peut être une mauvaise interprétation de l'inégalité de Heisenberg suivante :



où est l'incertitude sur la position (x) de la particule, et l'incertitude sur son impulsion (impulsion=masse x vitesse, pour une particule massive). Ainsi, si l'impulsion (la vitesse) de la particule est connue avec une très bonne précision, alors on ne connait pas très bien sa position ; dans ce cas, cela ne signifie pas que la particule est "partout à la fois", mais seulement qu'elle est délocalisée ("étalée") sur une certaine portion d'espace, elle n'agit plus comme une masse ponctuelle mais plutôt comme une onde. Inversement, si on connait très précisément sa position alors on a une grande incertitude sur sa vitesse, et dans ce cas la particule est bien ponctuelle mais on ne connait pas bien sa vitesse.

Un exemple extrême serait l'onde plane : , dont on connait parfaitement la vitesse (), mais qui est étalée infiniment dans l'espace.

[invitea3fc981a]

Quant à la détection, si une particule peut être "étalée spacialement" (si je puis dire), elle ne peut en tout cas interagir que ponctuellement : lors de l'interaction, elle se réduit à un seul endroit et redevient une "particule ponctuelle" classique ; c'est ce qu'on appelle la réduction du paquet d'ondes.

Un exemple assez connu est l'expérience des fentes d'Young : une particule étalée spacialement va "interférer avec elle-même" (comme si c'était une onde), et provoquer un impact sur un écran, et un seul impact comme une particule ponctuelle. Seulement, cet impact ne sera pas situé n'importe où sur l'écran, mais en un point (au hasard) de la figure d'interférence que ferait un flot continu de particules (one "onde lumineuse classique" par exemple).


Bref.... je m'y suis repris à deux fois pour tenter d'expliquer tout ça, car ce ne sont pas des notions faciles ni évidentes à manipuler. J'ai pris soin de mettre des guillemets autour des expressions qui ne sont pas à prendre au pied de la lettre. Dans tous les cas, je recommande de ne prêter aucun crédit aux gens qui disent "c'est évident que ça se passe comme ça" et posent tout ce qu'ils disent comme des vérités. En particulier dans ce cas précis, on ne peut pas dire simplement "une particule peut être partout à la fois, alors elle interagit avec plusieurs choses en même temps, alors c'est la pagaille, la méca Q est une hérésie, etc.", parce que ce n'est pas ce que dit la mécanique quantique, et ce n'est manifestement pas comme ça qu'elle doit être interprété vu les incohérences notoires que cela amène (chat de Schrödinger, etc.).

J'espère avoir répondu -au moins partiellement - à la question de départ sans avoir écrit trop de bêtises !

[ClaudeH]

Re.
je suis tout à fait d'accord sur la non-localité d'une particule
Effectivement on ne peut connaitre exactement, et en même temps la vitesse et la position exact d'une particule

Mais, Justement c'est cet état de superposition qui me pose problème.
Si j'ai bien compris ce la ne veut pas dire que la particule se trouve en deux endroits en même temps, pourtant il m'a semblé que cela faisait partie des principes de la MQ.
Cela vient-il de la dualité onde-corpuscule?

Par contre lorsque tu dis "étallée", sur une certaine portion d'espace, alors que nous parlons de particule est-ce toujours cette dualité?

Merci..+++

[A voir en vidéo sur Futura]

[inviteb085c4fa]

En fait, sur ce point de bue, je crois qu'on peux dire que la MQ se raproche des maths.
Je m'explique:

Soit un état une propriété de la particule (localisation, charge, etc ...)

En physique classique, lorsque'un objet à une certaine probabilité (mettons 40% de se trouver dans un état 1, et une autre probabilité (60%) de se trouver dans un état 2, tu retrouvera ton objet soit dans l'état 1 soit dans l'état 2. En méca quantique, tu résonne comme en maths. Pour connaitre le véritable état de la particule, tu additionne les probabilité, pour obtenir 100%. Ainsi, tu peux dire que ta particule se trouve dans une SUPERPOSITION de 2 état possibles. Cependant, si l'un de ces états interagit avec le milieu extérieur (une autre particule par exemple), alors il se produit un phénomène dit de DECOHERENCE et l'état qui à interagit devient l'état véritable de la particule, tandis que l'autre "disparait".

Une particule en superposition d'état est considérée comme une onde. La décohérence, c'est la réduction du paquet d'onde, sous entendu en une particule ponctuelle à nouveau.

Plus étonnant encore, si deux ondes sont corélés à l'orgine, c'est à dire que l'état de l'une dépend de l'état de l'autre, alors la décohérence de l'une entraine instantanément la décohérence de l'autre, et ce quelle que soit la distance qui les sépare. Ainsi, si un atome emet 2 photons, l'un positif et l'autre négatif, tant qu'aucun n'aura intéragit avec quoi que ce soit, le signe de leur charge sera indéterminé, c'est à dire et positif et négatif. Mais dès lors que l'un intéragit, s'il devient positif, l'autre devient négatif, sans qu'il ny ai eu le moindre transfert d'information résultant d'une action physique!!

Tu comprends ?

:s

PS: dsl d'utiliser un vocabulaire aussi restreint pour un sujet aussi vaste, j'essaie de rendre l'information la plus compréhencible possible.

bye

[invitea3fc981a]

Phénix15b75 a bien résumé la situation.

Le terme de "dualité onde-corpuscule" est assez trompeur ; il ne veut pas dire que les particules (électron, photon etc.) sont à la fois des ondes et des corpuscules ponctuels, mais qu'ils peuvent présenter des propriétés soit ondulatoires, soit corpusculaires selon le contexte. Et le problème du terme de "particule" c'est qu'il est souvent compris en tant que particule ponctuelle, à tort à mon avis.

Concrètement en physique quantique, les particules sont décrites par leur fonction d'onde ; on peut l'écrire comme une superposition (une addition) d'ondes planes (c'est le principe de la décomposition en série de Fourier : somme de sinus et cosinus), c'est ce qu'on appelle le paquet d'onde. Si ce paquet est suffisamment "compact" (peu étalé dans l'espace), on peut assimiler la particule à un objet ponctuel, comme une petite bille dure. En revanche dans certains autres cas il faudra considérer la nature ondulatoire de la particule, et faire comme si on travaillait sur la propagation d'une onde.

Mais encore une fois, une particule n'est ni une onde, ni un objet ponctuel : il est autre chose (que l'on peut désigner sous le terme générique "particule", si on sait de quoi on parle), et la physique quantique la décrit à travers sa fonction d'onde (qui est censée contenir toute l'information).

[chaverondier]

Une particule en superposition d'état est considérée comme une onde. La décohérence, c'est la réduction du paquet d'onde, sous entendu en une particule ponctuelle à nouveau.

Pas du tout.

D'une part la réduction du paquet d'onde n'est pas forcément relative à une représentation en position de l'onde quantique. Il peut s'agir d'une réduction du paquet d'onde dans sa représentation en impulsion (mesure d'impulsion qui accroit au contraire la longueur de cohérence de l'onde observée) ou encore d'une mesure de spin projetant la particule observée dans un état propre de son spin...

D'autre part, la décohérence est un phénomène
* unitaire,
* déterministe,
* réversible,
* isentropique (si l'on ne laisse pas tomber volontairement une partie de l'information en considérant l'opérateur de densité réduit du seul système observé).
* qui se déroule pendant un laps de temps très court mais non nul.

La réduction du paquet d'onde (qui achève de façon irréversible le phénomène réversible de décohérence) est un phénomène
* qui viole l'unitarité de la dynamique d'évolution quantique,
* non déterministe (il est responsable du fameux hasard quantique qui n'apparaît nulle part ailleurs. C'est ce phénomène qui conduit à interpréter les inégalités de Heisenberg comme un principe d'indétermination)
* irréversible (en tout cas c'est expérimentalement la seule chose que l'on sache conclure de ce que l'on sait observer à ce jour)
* accompagné de croissance de l'entropie (donc de perte d'information sur l'état quantique du système antérieur à la réduction du paquet d'onde)
* instantané (ou qui nous apparait comme tel à ce jour)

Il y a cependant un lien entre ces deux phénomènes. La réduction du paquet d'onde se traduit par une projection brutale de l'état quantique du système dans l'un des états propres de son Hamiltonien dit effectif (Hamiltonien qui tient compte de son interaction avec son environnement). C'est dans cette même base Hilbertienne d'états propres que l'opérateur de densité réduit du système observé devient rapidement diagonal au cours du phénomène de décohérence.

Cette annulation très rapide des termes extradiagonaux (quand l'opérateur densité réduit est modélisé dans cette base Hilbertienne dite préférée) découle de l'intrication du système avec son environnement proche, lequel "diffuse dans l'environnement lointain" la corrélation qui existait initialement entre les composantes de l'état quantique du système avant son interaction avec son environnement (cf Decoherence, the Measurement Problem, and Interpretations of Quantum Mechanics, Maximilian Schlosshauer Department of Physics, University of Washington, http://arxiv.org/PS_cache/quant-ph/pdf/0312/0312059.pdf )

Bernard Chaverondier

[invite7ce6aa19]

D'une part la réduction du paquet d'onde n'est pas forcément relative à une représentation en position de l'onde quantique. Il peut s'agir d'une réduction du paquet d'onde dans sa représentation en impulsion (mesure d'impulsion qui accroit au contraire la longueur de cohérence de l'onde observée) ou encore d'une mesure de spin projetant la particule observée dans un état propre de son spin...

D'autre part, la décohérence est un phénomène
* unitaire,
* déterministe,
* réversible,
* isentropique (si l'on ne laisse pas tomber volontairement une partie de l'information en considérant l'opérateur de densité réduit du seul système observé).
* qui se déroule pendant un laps de temps très court mais non nul.

La réduction du paquet d'onde (qui achève de façon irréversible le phénomène réversible de décohérence) est un phénomène
* qui viole l'unitarité de la dynamique d'évolution quantique,
* non déterministe (il est responsable du fameux hasard quantique qui n'apparaît nulle part ailleurs. C'est ce phénomène qui conduit à interpréter les inégalités de Heisenberg comme un principe d'indétermination)

Attention:

Il faut séparer la problematique de la mesure en MQ et le principe d'inégalités d'Heisenberg.

mesure en MQ

La problematique de la mesure en MQ est un casse-tête en soi dans le mesure où il ne respecte pas la régle d'évolution indiquée par l'équation de Schrodinger. Concretement cela veut dire que l'équation de shrodinger est tout à fait générale (au choix de représentation près) sauf quand......

l'article que tu cites est une excellente revue du casse-tête.

(cf Decoherence, the Measurement Problem, and Interpretations of Quantum Mechanics, Maximilian Schlosshauer Department of Physics, University of Washington, http://arxiv.org/PS_cache/quant-ph/pdf/0312/0312059.pdf )


Les inégalités d'Heisenberg


Les inégalités d'Heisenberg sont quand à elles entièrement contenues dans le cadre formel et logique de la MQ:

MQ dit que si deux opérateurs commutent [A,B] alors le système peut-être à la fois dans un état qui soit a la fois etat propre de A et de B. si [A,B]= C alors il est impossible d'être dans un etat propre de l'un et de l'autre. Tout simplement que lorsque l'on est diagonal par rapport a A on aura des elements de matrices non diagonaux pour B relativement à A. Tout çà en dehors de toute considération de mesure.

Mesure de deux grandeurs physiques

Si maintenant A et B sont les opérateurs associés a deux appareils de mesure. Si on mesure A alors on est dans un etat propre de A noté a1. Si en suite on mesure B on a 2 cas:

1- [A,B]=0 alors l'etat reste a1 et on trouve la valeur propre de B associée a a1.

2- [A,B]= C alors le système évolue de a1 à b3 en donnant la valeur propre associée à b3 .

Remarque: les inégalités de Heisenberg n'ont rien d'extraordinaire.

Il suffit de remarquer une onde de vecteur K elle est étendue cad partout. Si on forme un paquet d'onde tres pointu (une impulsion femtoseconde) alors elle contiend un mélange élevé de K et ce d'autand plus que le paquet est localisé.

Moralité[U]:

Les inégalités d'Heisenberg n'ont rien de mystérieux et font parties intégrantes du formalisme de MQ. En revanche le problême de la mesure est une "anomalie" mais qui fort heureusement n'a aucune conséquence quant a la description du monde microscopique

[chaverondier]

Attention: Il faut séparer la problématique de la mesure en MQ et le principe d'inégalités d'Heisenberg.

Tout à fait d’accord. Les inégalités de Heisenberg ne sont pas, intrinsèquement, un principe d’incertitude ou d’indétermination. Malheureusement, le nom de principe d’incertitude ou de principe d’indétermination qu’on lui attribue le plus souvent ne favorise pas cette distinction très importante.

Les inégalités de Heisenberg sont applicables à tout couple de variables conjuguées A et B (cad de commutateur [A,B] = i hbar). Elles sont la conséquence directe du fait que l’expression de la fonction d’onde psi(a) donnée en représentation A (donc dans la base Hilbertienne qui diagonalise l’observable A) est (au coefficient hbar près) la transformée de Fourier de la fonction d’onde psi(b) donnée en représentation B (donc dans la base Hilbertienne qui diagonalise l’observable conjuguée B). L’écart type sigma_a de la fonction d’onde psi(a) et l’écart type sigma_b de la fonction d’onde psi(b) vérifient l’inégalité de Heisenberg



Cette inégalité découle en fait directement, sans ajout de quelqu’hypothèse physique que ce soit, des propriétés mathématiques de la transformation de Fourier. Il n’y a donc aucun indéterminisme quantique intrinsèque à l’origine ou en conséquence de cette inégalité.

En effet, psi(a) et psi(b) évoluent toutes deux de façon parfaitement déterministe tant qu’on ne procède à aucune mesure quantique (ou interaction quantique de même nature). Ces «deux» fonctions d’onde psi(a) et psi(b) sont d’ailleurs seulement deux façons différentes de représenter la même entité physique évoluant de façon déterministe.

De plus, si connaissant l’observable A avec une bonne précision (auquel cas la fonction d’onde psi est un quasi pic de Dirac en représentation A) je fais une mesure de l’observable B, la décohérence qui en résulte n’engendre toujours pas l’émergence de l’indétermination quantique (c’est le fameux paradoxe de la chaîne infinie de Von Neumann). Il apparaît seulement une perte d’information subjective (cad d’une perte d’information dépendant d’un choix de modélisation intégrant l’horizon d’accès à l’information propre à un observateur).

Cette perte d’information subjective est modélisée par la croissance de l’entropie qui émerge si l’observateur se limite à la modélisation du système par son opérateur densité réduit rhô (ignorant de cet fait une partie de l’information contenue dans l’opérateur densité modélisant le tout quantique inséparable, car EPR corrélé, formé du système considéré et de tout ce avec quoi il a interagi). La croissance d’entropie S = - k <ln(rhô)> qui traduit cette perte d’information n’est alors pas objective mais découle du choix de la modélisation incomplète adopté (1).

Une indétermination quantique objective est cependant censée se manifester par l’apparition brutale et irréversible du phénomène de réduction du paquet d’onde qui achève brutalement le phénomène de décohérence en violation du déterminisme de l’évolution quantique de l’ensemble système observé + son environnement (qu’il contienne ou pas un appareil de mesure). C’est cette réduction du paquet d’onde qui va provoquer une impossibilité de prévoir le résultat de mesure quantique que l’on va obtenir si on mesure l’observable B (réduction du paquet d'onde en représentation B qui va projeter le système de l'état psi vers l'un des états propres psi_b de l'observable B selon des statistiques régies par la règle de Born p_b = |<psi_b|psi>|^2 = <psi_b|psi><psi|psi_b> = <psi_b|rhô|psi_b>, distribution de probabilités donnant à l'observable B une valeur mesurée valant en moyenne <B> = tr(B rhô) )

L’indétermination quantique n’a donc pas de lien direct avec les inégalités de Heisenberg. Elle découle de l’indétermination de la réduction irréversible (2) du paquet d’onde ou encore de l’issue des phénomènes de diffusion quantique quand la diffusion est censée être devenue objectivement irréversible (2) selon un processus dont on ignore à peu près tout à ce jour.

Le problème de la mesure est une "anomalie" mais qui fort heureusement n'a aucune conséquence quant a la description du monde microscopique.

On n'en sait pas encore assez pour modéliser ces conséquences (et envisager les applications technologiques qui pourraient en résulter à long terme).

Bernard Chaverondier

(1) modélisation incomplète aux conséquences très similaires à la façon dont émerge l’entropie de Boltzmann d’un modèle incomplet d’un gaz (dans son espace de phase à une particule) engendrant une perte d’information pour un observateur ne connaissant l’état du système que par la donnée de ses grandeurs d’état macroscopiques statistiques.

(2) C’est à dire quand une inversion, à un instant donné, du signe de la vitesse d’évolution de la fonction d’onde du tout quantique inséparable formé du système observé et de tout ce avec quoi il a interagi est censée ne pas permettre de ramener le système quantique et tout cet environnement dans son état initial, à condition qu’il soit isolé, si on le laisse évoluer selon sa dynamique propre (ce qui est bien sûr une situation idéalisée irréalisable en pratique).

[ClaudeH]

Merci pour toutes ces réponses
à (Konrad, Phoenix15b75, Mariposa, Chaverondier).

[ClaudeH]

Re bonjour..

Pour Phenix15b75.
L'observation d'une particule influence "instantanément" la charge d'une autre particule, "sans qu'il y ait le moindre échange entre ces deux particules...Mais, justement se pourrait-il que quelque chose puisse véhiculer une information entre les deux particules.

J'ai du mal à concevoir "l'instantanéité", le temps de Plank serait-il dépassé?
Merci+++

[inviteb085c4fa]

C'est un mystère, pour moi en tout cas. Certains scientifiques parle d'une totalité indivisible de l'univers, un système dont chaque particules seraient chacunes corrélés à toutes les autres.

L'effet EPR (pour Einstein Podolski Rosen) est assez surprenant, mais n'étant pas un expert, je ne préfère pas m'avancer là dessus ...

Quelqu'un auraient quelques notions supplémentaires ?

[chaverondier]

L'observation d'une particule influence "instantanément" la charge [la polarisation] d'une autre particule, "sans qu'il y ait le moindre échange entre ces deux particules...Mais, justement se pourrait-il que quelque chose puisse véhiculer une information entre les deux particules.

C'est une question de définition de ce que l'on appelle l’information.

* Imaginons que j'envoie instantanément une "information" à un collègue, mais que cette "information" soit codée avec un chaîne de bits ayant exactement la même longueur que la chaîne de bits codant l'information transmise (de façon à garantir une indéchiffrabilité absolue)

* imaginons que je ne lui envoie pas la clé permettant de la décoder. Dois-je dire ou non que je lui ai transmis instantanément une information ?

Une chose et certaine, tant qu'il n'a pas cette clé, il ne peut rien faire de "l’information" que je lui ai transmise, si tant est que je puisse qualifier d'information la chaîne de bits sans signification que je lui ai transmise instantanément.

Dans le cas de l'expérience d'Alain Aspect, si je fais une mesure de polarisation de l'un des deux photons jumeaux (de polarisations EPR corrélées) avec un polariseur à axe incliné d'un angle alpha par rapport à l'horizontale par exemple alors, de l'autre côté, le photon jumeau prend instantanément
* soit une polarisation inclinée d'un angle alpha,
* soit une polarisation inclinée d'un angle alpha+90°.
Je transmets donc instantanément une information sur l'inclinaison de mon polariseur...

...Hélas, cette information est indécodable par le collègue auquel j'essaye de faire passer le message de l'autre côté. Le message est bien reçu instantanément par le photon jumeau, mais ce photon refuse obstinément de délivrer au collègue l'information dont il est porteur et que je pensais naïvement pouvoir transmettre par son intermédiaire. Si mon collègue tente de faire parler le photon jumeau en mesurant sa polarisation, il détruit instantanément son état de polarisation (état qui contient l'information que je cherche à transmettre). Un photon unique ne peut pas délivrer d'information.

Si de mon côté, par une action de contrôle de l'état quantique de mon polariseur et de son environnement, j'étais capable de forcer 100 photons successifs à prendre la même polarisation, par exemple une polarisation d'un angle égal à l'angle alpha de mon polariseur au lieu de prendre une fois sur deux l'angle alpha et une fois sur deux l'angle alpha+90° selon les règles d'un jeu à pile ou face parfait (donc en plus sans aucune corrélation entre deux mesures de polarisation successives) alors, de l'autre côté, je serais capable de recueillir une information.

En effet, si un photon unique possède une polarisation d'angle alpha que je ne connais pas, aucune mesure ne me permets d'accéder à cette information (un peu comme une enveloppe qui détruirait le message qu'elle contient aussitôt qu’on l'ouvre) mais si 100 photons possèdent la même polarisation inconnue alors, statistiquement, en mesurant leur polarisation avec un polariseur à 0° par exemple,
* 100 cos^2(alpha) d'entre eux environ sortent avec une polarisation à 0°
* 100 sin^2 (alpha) d'entre eux environ sont absorbés.

En biaisant le hasard quantique de la réduction du paquet d’onde (engendré par ma mesure de polarisation) j’ai pu transmettre instantanément à mon collègue (au temps de traitement statistique indépendant de l'éloignement près) de l'information en exploitant la non localité quantique.

En fait, grâce au hasard quantique de la réduction du paquet d'onde (hasard quantique sur lequel l'observateur est supposé n'avoir aucune prise) la non localité quantique respecte à la fois le principe de causalité (les causes précèdent les effets) ET le principe de relativité du mouvement (cf http://perso.wanadoo.fr/lebigbang/epr.htm pour plus de détails sur cette coexistence "pacifique" entre non localité quantique, principe de relativité du mouvement et principe de causalité grâce à l'impossibilité supposée de biaiser le hasard quantique de la réduction du paquet d'onde).

J'ai du mal à concevoir "l'instantanéité", le temps de Planck serait-il dépassé?

Il suffit d'imaginer que nous sommes victimes d'une sorte d'illusion stroboscopique. Nous n'observons que des états stables (les situations éclairées par les flash émis par le stroboscope) et le "temps" qui s'écoule entre deux états stables (deux flashs) est inobservable pour nous. Pour nous, entre deux états stables, il ne se passe rien car aucune information n'a été enregistrée de façon irréversible au sens que la notion d'irréversibilité (liée je suppose à l’horizon d'action et à l’horizon d'observation d'une catégorie d'observateurs) possède à notre niveau (actuel) d'observation et d'action (voir la Transactional Interpretation of Quantum Mechanics de John Cramer http://mist.npl.washington.edu/ti/ pour plus de détails).

Bernard Chaverondier

[invitec913303f]

Bonjour monsieur Chaverondier, j'ai une petite question sur une des choses que vous avez dit. " Cette inégalité découle en fait directement, sans ajout de quelque hypothèse physique que ce soit, des propriétés mathématiques de la transformation de Fourier. Il n’y a donc aucun indéterminisme quantique intrinsèque à l’origine ou en conséquence de cette inégalité. "

Si je crois bien comprendre ce que vous dite, là non localisation est donc la conséquence de la superposition des différentes périodes si je puit dire ainsi. Es bien cela ? Vous dite (si j'ai bien comprit), que cette non localisation n'a rien d'intrinsèque à la propriété physique à proprement parlé de l'objet. Es cela que vous vouliez exprimer?
Merci encore à vous.
Bien cordialement
flo

[chaverondier]

J'ai une petite question sur une des choses que vous avez dites. " Cette inégalité [de Heisenberg] découle en fait directement, sans ajout de quelqu'hypothèse physique que ce soit, des propriétés mathématiques de la transformation de Fourier. Il n’y a donc aucun indéterminisme quantique intrinsèque à l’origine ou en conséquence de cette inégalité. "

Si je crois bien comprendre ce que vous dites, la non localisation est donc la conséquence de la superposition des différentes périodes si je puis dire ainsi.

Plutôt du fait que je ne peux pas les superposer autant que je voudrais. Comme je ne peux jamais avoir un bruit blanc en représentation p de la fonction d'onde (égale au coefficient hbar près à la tranformée de Fourier de la représentation de la fonction d'onde en position) je ne peux pas avoir un Dirac (une particule ponctuelle) en représentation spatiale.

Est-ce bien cela ? Vous dites (si j'ai bien compris) que cette non localisation n'a rien d'intrinsèque à la propriété physique à proprement parler de l'objet

Non. J'ai dit que le fait de ne pas pouvoir connaître avec précision l'endroit où une onde quantique va interagir avec mon appareil de mesure de position alors que je connais pourtant assez bien son impulsion (donc que je connais assez bien l'état quantique de cette onde) n'est pas une conséquence directe des seules inégalités de Heisenberg (qui ne sont pas intrinsèquement l'expression d'une incertitude ou d'une indétermination) mais une conséquence directe de l'indéterminisme quantique de la réduction du paquet d'onde.

Bernard Chaverondier

[invite309928d4]

C'est une question de définition de ce que l'on appelle l’information.

* Imaginons que j'envoie instantanément une "information" à un collègue, (...)
je transmets donc instantanément une information sur l'inclinaison de mon polariseur...
(...)
En biaisant le hasard quantique de la réduction du paquet d’onde (engendré par ma mesure de polarisation) j’ai pu transmettre instantanément à mon collègue (au temps de traitement statistique indépendant de l'éloignement près) de l'information en exploitant la non localité quantique.
(...)Pour nous, entre deux états stables, il ne se passe rien car aucune information n'a été enregistrée de façon irréversible au sens que la notion d'irréversibilité (liée je suppose à l’horizon d'action et à l’horizon d'observation d'une catégorie d'observateurs) possède à notre niveau (actuel) d'observation et d'action (voir la Transactional Interpretation of Quantum Mechanics de John Cramer http://mist.npl.washington.edu/ti/ pour plus de détails).

Bernard Chaverondier

Salut,
est-ce à dire que vous considérez 2 types d'information :
- l'information au sens normal : mesurable, ne peut aller plus vite que c, états stables, description finie du système
- une "information" qui serait non-mesurable, instantanée, correspondant à des états instables (Prigogine considère que les états stables sont l'exception) et à une description infinie du système. L'origine de cette information serait des variables cachées, ou une précision insuffisante des variables connues, ou l'impossibilité de prendre ensemble toutes les variables connues ou autre chose.

N'étant pas mesurable, en quoi doit-on considérer cette notion d'information comme étant physique ?
Quelle différence entre dire qu'il y a une "information" qui passe instantanément et dire que c'est la structure même de l'expérience qui détermine une corrélation ?

[chaverondier]

est-ce à dire que vous considérez 2 types d'information :
- l'information au sens normal : mesurable, ne peut aller plus vite que c, états stables, description finie du système.

Je n'en suis pas complètement sûr.

L'impossibilité de transmettre de l'information à vitesse supraluminique en mettant à profit la non localité quantique repose sur une hypothèse d'impossibilité de biaiser le hasard quantique (cf http://perso.wanadoo.fr/lebigbang/no_communication.htm ). Cette hypothèse est très efficace, mais possède peut-être sa part de fragilité car nous ne savons pas vraiment comment se déroule la réduction du paquet d'onde et comment apparaît l'irréversibilité à l'échelle quantique (paradoxe de la chaîne infinie de Von Neumann).

Si nous admettons le principe de déterminisme, alors le hasard de la mesure quantique (et le hasard de l'issue irréversible des phénomènes de diffusion quantique) repose sur des mécanismes physiques restant à découvrir et il est tentant, par analogie, de les supposer d'une nature thermodynamique statistique similaire à celle des effets modélisés en physique statistique classique (avec un fort lien aux notions d'information et d'entropie).

L'irréversibilité, la croissance de l'entropie de Boltzmann, la perte d'information, apparaissent en thermodynamique classique seulement à l'échelle macroscopique. Elles sont finalement liées à un horizon d'action et à un horizon d'observation de l'observateur macroscopique. Ces limitations relatives à une classe d'observateurs sont modélisées par la seule connaissance des variables d'état macroscopiques statistiques des systèmes observés à notre échelle comme la modélisation d'un gaz de particules (par exemple) dans son espace de phase à une particule.

La levée du conflit apparent entre ces effets macroscopiquement irréversibles et la micro-réversibilité (en mécanique classique du moins) s'expliquent dans le cadre de la physique statistique. Au contraire, il n’y a pas encore de théorie physique (à moins de croire à l’interprétation ad-hoc des mondes multiples) levant le conflit entre réversibilité, déterminisme du phénomène de décohérence et sa fin brutale indéterministe et irréversible par réduction du paquet d’onde (cf Decoherence, the Measurement Problem and Interpretations of Quantum Mechanics, Maximilian Schlosshauer, http://arxiv.org/PS_cache/quant-ph/pdf/0312/0312059.pdf ).

De plus, certains effets quantiques sont en mesure de remonter à l'échelle macroscopique via des comportements collectifs de type condensats de Bose Einstein. Il n'est donc pas démontré, à ce jour, que des phénomènes collectifs similaires ne pourraient pas permettre d'envisager une remontée, à une échelle accessible, de l'information depuis un niveau où elle nous est normalement inaccessible à ce jour (accès à l'information susceptible d'évoluer avec le développement de nos moyens d'observation à des échelles de plus en plus fines).

Un équivalent (s'il existe) de la physique statistique classique qui serait en mesure de résoudre le conflit entre le caractère unitaire, déterministe, réversible et isentropique du phénomène de décohérence et sa fin brutale par réduction irréversible du paquet d'onde, en violation de l'unitarité, du déterminisme des évolutions quantiques, accompagné de croissance d'entropie et de perte d'information reste à trouver.

- une "information" qui serait non-mesurable, instantanée, correspondant à des états instables (Prigogine considère que les états stables sont l'exception) et à une description infinie du système. L'origine de cette information serait des variables cachées, ou une précision insuffisante des variables connues, ou l'impossibilité de prendre ensemble toutes les variables connues ou autre chose. N'étant pas mesurable, en quoi doit-on considérer cette notion d'information comme étant physique ?

On ne sait pas mesurer la composition de l'atmosphère des planètes extra solaire connues à ce jour. Doit-on pour autant considérer que la composition de l'atmosphère gazeuse de ces planètes (planète dont on ignorait encore l'existence il y a peu) n'est pas une notion physique ? Je ne le crois pas.

Même si les phénomènes physiques qui ne livrent que de très petites bribes d'information (parfois très indirectement) sont particulièrement délicats à étudier (et obligent, à mon avis, à donner toute sa place à la réflexion physique sur le choix des principes physiques que l'on décide de privilégier quand il apparaît des conflits entre l'ensemble des principes que l'on voudrait conserver) je ne crois pas que l'on doive considérer de tels phénomènes ou effets comme des notions non physiques.

Quelle différence entre dire qu'il y a une "information" qui passe instantanément et dire que c'est la structure même de l'expérience qui détermine une corrélation ?

Dans la deuxième interprétation on fait l'hypothèse que l'on a une corrélation instantanée, donc on invente une notion nouvelle dans laquelle on a des sortes de liens de causalité sans cause et sans effets, et pour cela, on exige qu'il y ait des effets sans cause (résultat de type tir à pile ou face, mais supposé sans cause, déterminant au hasard ce qui va sortir d’une mesure de polarisation). Dans l'autre interprétation, par analogie avec la résolution du conflit entre irréversibilité et croissance d'entropie à l'échelle macroscopique et micro-réversibilité à l'échelle microphysique on continue à accorder sa confiance au principe de déterminisme malgré un conflit phénoménologique apparent.

La structure cachée qui donne lieu à la corrélation EPR, quelle est-elle quand on souhaite dépasser le modèle phénoménologique qui la représente dans le produit tensoriel des espaces d'états des systèmes concernés ? Ne peut-on pas espérer un jour ou l'autre parvenir à biaiser le hasard quantique en contrôlant l'état quantique d'un polariseur et de son environnement (dans l'expérience d'Alain Aspect) de façon à faire apparaître une légère corrélation entre mesures de polarisation successives du photon local (obtention plus fréquente, du côté local, de deux mesures de polarisation successives identiques plutôt que deux mesures de polarisation successives complémentaires, d'où transmission d'un signal d'auto-corrélation à l'observateur situé de l'autre côté cf http://perso.wanadoo.fr/lebigbang/epr.htm )

Bernard Chaverondier

[invitec913303f]

Bonsoir, bon, j'ai du mal à saisir concrètement le genre d'expérience qui est faite avec des polariseurs. Serai t'il possible de me faire un petit shémat, pour me décrire l'expérience clairement?
Merci d'avance.
Bien cordialement

[invitec913303f]

Bonjour, une simple question, au sujet de l'intrication EPR.
Imaginons, que j'ai deux photon émis par une source lazer.
Admetons que je mesure un photon (droit) quel sera alors la polarisation du deuxième photon? Sera t'il gauche, ou droit?

Merci encore.

[invite88ef51f0]

La polarisation d'un laser n'a a priori pas grand chose à voir avec le paradoxe EPR... et ça dépend du laser. Il y a des lasers non-polarisés, d'autres polarisés rectilignement, etc...

[invitec913303f]

Ah bon ! Des sources lazer non polarisé? Je ne savait pas du tout. Il m'avais semblé que des photon de même états induisait une polarisation identique.

Pour ce qui est du phénomène EPR, j'ai lu ceci dans le fameux document:
"si la polarisation d'un photon est +1, l'autre devient -1 et vice-versa."

Pui-je avoir quelque précisions suplémentaires?
Merci encore.

[invite88ef51f0]

Pour obtenir l'effet EPR, il faut deux particules intriquées, mais il existe de nombreux principes et de nombreuses techniques pour y arriver...

[invitec913303f]

Oui, justement, concernant la polarisation, si je mesure un photon droit, quel sera ma certitude sur l'état de polarisation de l'autre photon intriqué?

Meri encore.
@+

[inviteb085c4fa]

A priori, 100% de chance qu'il soit gauche non ?

Enfin c'est la définition même de l'effet EPR, leur corrélation est perpetuelle, malgré la distance, le temps écoulé depuis l'interaction et surtout malgré leur indétermination. Ainsi, la décohérence de l'un (le droit par exemple) entraine celle de l'autre, qui devient gauche, ou plutôt qui se révèle gauche. (Je n'est pas d'erreurs cete fois ? )

Enfin soit je ne comprend pas ta question (E1) soit je ne comprend pas l'effet EPR (E2), soit c'est une superposition de ces 2 réalités, c'est à dire que je ne comprend ni ta question ni l'effet EPR (E1 + E2 = E3) ...