Question empirique non fondée

[invite72bedcf2]

Bonjour a tous

Tout d'abord je tiens a préciser que ma question est juste une réflexion personnelle et que je dispose de peu de connaissance (pour l'instant) en la matière, alors évitez s'il vous plait les réponse du genre "inutile de discuter sans connaissance" ou sans explication..

alors voici a quoi je pensais : j'ai entendu parler du phénomène d'intrication quantique qui suggérerai que l'information se déplace plus vite que la lumière, j'ai d'abord était très perplexe face a ça et puis je me suis demandé si en fait "l'univers" pourrait être en fait contenu en un point donné et que l'idée qu'on s'en fait en 3D ne serait qu'une représentation ou une projection a la manière d'un hologramme, ce qui expliquerai que l'information soit transmise instantanément.

Alors possible ou impossible? qu'en pensez vous?
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[invite8bc5b16d]

Tout d'abord bienvenue sur le forum !!!

Pour répondre à ta question, le problème soulevé par l'intrication quantique, à savoir l'existence d'une information se propageant instantanément, est en réalité un faux paradoxe.
Tentons de l'expliquer simplement (je ne sais pas quelles sont exactement tes connaissances en physique quantique ) :

Pour commencer, qu'est-ce qu'une particule en physique quantique ?
En phyQ, on représente chaque molécule par une fonction d'onde, c'est-à-dire une fonction qui représente entre autre (à un module au carré près) la probabilité de présence d'une particule en chaque point de l'espace, et d'autres informations, comme par exemple la probabilité de trouver un photon dans tel ou tel état de polarisation dans une mesure. En fait, la fonction d'onde "donne" la probabilité de tomber sur tel ou tel résultat lorsque l'on fait une mesure.

Petit exemple : je veux mesurer le spin d'un électron, qui peut prendre seulement deux valeurs, +1/2 et -1/2. Pour un électron isolé pris au hasard, j'ai 50% de chance de trouver +, et 50% de chance de trouver -. Si je répète un très grand nombre de fois les mesures, je devrais donc trouver grosso-modo moitié-moitié, mais surtout, il me serait impossible de prévoir le résultat d'une mesure en fonction des mesures précédentes sur les autres électrons. Par contre, si je refais la mesure tout de suite après sur le même électron, je trouve à coup sûr le même résultat. En fait, en faisant une mesure, je modifie la fonction d'onde de la particule, et donc les probabilités de trouver tel ou tel résultat.
Imageons un peu la chose : supposons que tu lances une piece en l'air, qu'elle retombe, et que tu la recouvres sans la regarder. Elle a alors une chance sur deux d'être sur pile, et une chance sur deux d'être sur face... Sa "fonction d'onde" traduirait donc le fait "si tu fais une mesure, tu as autant de chance de trouver pile que face". Par contre, si tu la regardes, puis tu la recouvres à nouveau, tu sais ce que tu vas trouver si tu la regardes à nouveau : tu as "modifié" sa fonction d'onde.

Maintenant que fait-on avec l'intrication quantique ?
En fait, cela revient faire que deux particules partagent la même fonction d'onde ! A partir de là, "l'onde se propage", par exemple tes deux particules se déplacent dans l'espace, et là tu fais une mesure sur une des deux particules. Mais en faisant cette mesure, tu modifies la fonction d'onde des deux particules, puisqu'elles partagent la même. Et donc comme tu connais le résultat de la mesure sur une particule, tu connais avec certitude le résultat de la même mesure sur l'autre particule (puisque tu mesures en fait la même chose dans les deux cas !).
Où se cache alors la transmission de l'information ?
En fait, tes deux particules se propagent au plus à la vitesse de la lumière, et donc au moment ou tu fais les mesures, le temps nécessaire entre l'intrication (qui ne peut se faire que si les deux particules sont "au même endroit") et le moment ou tu fais cette mesure a permis à l'information de parcourir la distance séparant les deux particules...

Bon je ne suis pas très clair....Reprenons notre pièce, mais cette fois on en prend une deuxième en plus.

Première étape : "intriquons" nos pièces : on les scotche entre elles, de telle facon que l'on ait plus qu'une seule "grosse pièce". On la jette en l'air, puis on la recouvre. On a 50% de chance d'avoir pile et 50% de chance d'avoir face. On a "intriqué" les pièces, elles partagent maintenant la même "fonction d'onde". Maintenant on les déscotche sans les regarder et sans toucher à leur orientation "pile ou face" puis on les sépare et on les fait glisser sur le sol, toujours sans les regarder et sans modifier leur orientation : les particules se "propagent". Maintenant je regarde une pièce : je vois face, et donc je sais immédiatement que si je regarde l'autre, je vais trouver face, alors que les deux pièces peuvent se trouver à des kilomètres de distance...Mais en réalité, cette information s'est "transmise" pendant que tu les éloignais l'une de l'autre, ce qui se faisait à une vitesse inférieure à celle de la lumière...
Fin du paradoxe !!!

J'espère avoir été clair, n'hésite pas à poser des questions si des points te semblent obscurs

PS : j'ai volontairement simplifié quelques aspects des fonctions d'ondes et des mesures pour rendre la chose plus compréhensible, j'espère que personne ne m'en voudra pour les quelques "largesses" que je me suis permises

[invite72bedcf2]

Oh merci alien, tout deviens clair maintenant!

Aha je ne suis plus obligé de trouver des solutions bizarre a ça maintenant

encore merci pour la longue explication

[chaverondier]

Où se cache alors la transmission de l'information ? En fait, tes deux particules se propagent au plus à la vitesse de la lumière, et donc, au moment où tu fais les mesures, le temps nécessaire entre l'intrication (qui ne peut se faire que si les deux particules sont "au même endroit") et le moment où tu fais cette mesure a permis à l'information de parcourir la distance séparant les deux particules...

Pas du tout. Cette interprétation (interprétation réaliste ET locale de la mesure quantique) était celle proposée par Estein Podolski et Rosen. La mécanique quantique prévoit, au contraire, que la mesure quantique de polarisation réalisée d'un côté d'un couple de photons de polarisations EPR corrélées a un effet sur la polarisation du photon concerné et, en même temps, sur celle de son "jumeau". L'interprétation dite réaliste ET locale proposée par Einstein Podolski et Rosen est condamnée par la violation des inégalités de Bell. Cette violation a été vérifiée expérimentalement en 82 par A.ASPECT.

Bon je ne suis pas très clair....Reprenons notre pièce, mais cette fois on en prend une deuxième en plus.

Première étape : "intriquons" nos pièces : on les scotche entre elles, de telle facon que l'on ait plus qu'une seule "grosse pièce". On la jette en l'air, puis on la recouvre. On a 50% de chance d'avoir pile et 50% de chance d'avoir face. On a "intriqué" les pièces, elles partagent maintenant la même "fonction d'onde". Maintenant on les déscotche sans les regarder et sans toucher à leur orientation "pile ou face" puis on les sépare et on les fait glisser sur le sol, toujours sans les regarder et sans modifier leur orientation : les particules se "propagent". Maintenant je regarde une pièce : je vois face, et donc je sais immédiatement que si je regarde l'autre, je vais trouver face, alors que les deux pièces peuvent se trouver à des kilomètres de distance...Mais en réalité, cette information s'est "transmise" pendant que tu les éloignais l'une de l'autre, ce qui se faisait à une vitesse inférieure à celle de la lumière...
Fin du paradoxe !!!

Pas du tout. Le paradoxe est effectivement éliminé dans ton explication mais cette explication est fausse. Ce n'est pas pendant que les pièces s'éloignaient que l'information s'est transmise, mais au contraire au moment où on a tiré l'une des deux pièces à pile ou face. C'est à ce moment là, et à ce moment là seulement, que l'autre pièce se met instantanément sur le côté opposé. Or ce tir s'effectue bien après que les deux pièces aient été reliées par une tige très rigide les laissant s'élogner l'une de l'autre mais conservant leur orientation relative. Quand on plaque l'une des 2 pièces sur un support, l'autre pièce (située à l'autre bout de la tige) prend instantanément l'orientation contraire. Cette tige très rigide image le lien EPR non local entre les deux photons EPR corrélés de l'expérience d'Alain Aspect.

J'espère avoir été clair, n'hésite pas à poser des questions si des points te semblent obscurs

Très clair et il n'y a pas de question à poser. Il a été vérifié expérimentalement que cette interprétation (dite réaliste et locale) est fausse.

PS : j'ai volontairement simplifié quelques aspects des fonctions d'ondes et des mesures pour rendre la chose plus compréhensible, j'espère que personne ne m'en voudra pour les quelques "largesses" que je me suis permises

Non car cette erreur très naturelle permet de souligner toute l'étrangeté de la non localité quantique. Elle est même tellement étrange qu'une majorité (je pense) de scientifiques préfère encore abandonner l'hypothèse dite réaliste (interprétation selon laquelle c'est la rupture de la fiole de poison et non l'observation du chat en ouvrant sa boite qui provoque la mort du chat de Schrödinger) plutôt que de modifier l'interprétation physique de l'invariance de Lorentz (la localité).

[A voir en vidéo sur Futura]

[ClairEsprit]

Ce n'est pas pendant que les pièces s'éloignaient que l'information s'est transmise.

Oui. Mais y-a-t il vraiment transmission de quelque chose ? Transmission implique l'idée d'une propagation. Mon intuition n'accepte pas cela dans ce cadre là (mais mon intuition n'a rien d'un argument scientifique valide).

mais au contraire au moment où on a tiré l'une des deux pièces à pile ou face. C'est à ce moment là, et à ce moment là seulement, que l'autre pièce se met instantanément sur le côté opposé.

Cela me choque d'associer un temps à cette supposée "transmission", et encore plus un temps nul. Je préférerais une explication de fond, c'est-à-dire un formalisme qui ferait de la particule intriquée un seul et même événement spatio-temporel. Cela va bien pour les bosons. par contre je suppose que l'on peut aussi intriquer des fermions. Ca m'embête !

[tempsreel1]

l'intrication quantique ça marche ( voir travaux d'aspect et grangier sur le cryptage quantique). les deux bosns ou fermions sont intriqués car liés par une seule fonction d'onde.

Meler la relativité à ce problème en parlant d'evenement spatiotemporel est hardi car cela supposerait de réconcilier la RG avec la MQ.

[invite72bedcf2]

Cela me choque d'associer un temps à cette supposée "transmission", et encore plus un temps nul. Je préférerais une explication de fond, c'est-à-dire un formalisme qui ferait de la particule intriquée un seul et même événement spatio-temporel. Cela va bien pour les bosons. par contre je suppose que l'on peut aussi intriquer des fermions. Ca m'embête !

Oui moi aussi c'est ça qui me pose problème.. donc pour l'instant il n'y a aucune explication?

[invite8bc5b16d]

Peut-être que mon exemple des pièces de monnaie était mal choisi...

Pour parler exclusivement en mécanique quantique, intriquer deux particules, ca revient à rendre la fonction d'onde totale (décrivant les deux particules) non factorisable...en gros au lieu d'avoir

{le photon A est polarisé à moitié verticalement et à moitié horizontalement} ET {le photon B est polarisé vert et hor}

, fonction d'onde qui décrirait deux photons sans interactions non intriqués, la fonction d'onde intriquée devient

{le photon A est intriqué vert ET B est polarisé vert} OU {A est polarisé hor et B est polarisé hor}

(bien sûr on peut imaginer toutes les combinaisons possibles, celle-ci est juste un exemple...)

Pendant que les particules s'éloignent l'une de l'autre, l'information contenue dans la fonction d'onde (ici sa non factorisabilité) se "transmet" et au moment ou on fait la mesure, on réduit le paquet d'onde de la même façon que pour une autre mesure...

j'entends déjà l'argument : oui mais quand je fais ma mesure sur A, B change tout de suite, donc j'ai quand même un évènement qui a des effets instantanément à un autre endroit...et bien à cela je n'ai pas vraiment de réponse autre que : en fait on mesure "deux fois la même chose" sur la même fonction d'onde (ou plutôt, on mesure deux choses liées par la même fonction d'onde non factorisable) , sauf à dire que c'est le cas pour n'importe quelle mesure de phyQ : prenons la mesure de la position : avant mesure, j'ai une fonction d'onde remplissant l'espace donnant la probabilité de trouver la particule à un endroit précis...au moment où je fais la mesure, je connais précisément (à supposer que mes instruments soient parfaits et que je n'essaye pas de mesurer autre chose relié par heisenberg...) la position de la particule, et je modifie instantanément sa fonction d'onde, donc la probabilité de trouver ma particule à l'autre bout du monde...

[chaverondier]

Peut-être que mon exemple des pièces de monnaie était mal choisi...

Je trouve au contraire qu'il était très bien choisi. Il permet de faire clairement apparaître le conflit de la vision réaliste ET locale que nous voudrions coller sur la mesure quantique avec la confirmation expérimentale de la violation des inégalités de Bell (montrant que cette interprétation est erronnée, du moins en première approche. Dans une approche plus fine, c'est moins sûr ; voir le lien ci-dessous vers un article de Gerard 't Hooft relativement à la recherche d'un déterminisme quantique sous-jacent à l'indéterminisme quantique apparent de la mesure quantique)

Quand je fais ma mesure sur A, B change tout de suite, donc j'ai quand même un évènement qui a des effets instantanément à un autre endroit...
...Prenons la mesure de la position : avant mesure, j'ai une fonction d'onde remplissant l'espace donnant la probabilité de trouver la particule à un endroit précis...au moment où je fais la mesure, je connais précisément (à supposer que mes instruments soient parfaits et que je n'essaye pas de mesurer autre chose relié par Heisenberg...) la position de la particule et je modifie instantanément sa fonction d'onde, donc la probabilité de trouver ma particule à l'autre bout du monde...

Mon sentiment c'est qu'il existe, peut-être, une perte d'information quasi-objective (lors d'une mesure quantique) à un niveau bien plus fin (au niveau de l'échelle de Planck ?) que celui associé à l'entropie de Boltzmann. Si tel s'avérait être le cas, cela pourrait restaurer (dans une approche de la mécanique quantique plus fondamentale que celle "actuellement disponible sur le marché") une "forme de localité" et de déterminisme de la mesure quantique (sans avoir, pour autant, à sacrifier l'interprétation réaliste).

Toutefois, dans un tel cas, la grille de lecture (plus fine) des phénomènes physiques associée à cette "entropie plus fine" et en particulier l'écoulement irréversible du temps devraient (me semble-t-il) s'avérer très différents de ce que nous percevons dans notre approche macroscopique (cad "Boltzmannienne") de l'irréversibilité et de la notion d'information enregistrée. Cela pourrait (me semble-t-il)

• donner lieu à un lien assez étonnant entre écoulement "irréversible" du temps tel qu'il est perçu à notre échelle macroscopique et écoulement irréversible du temps décrit à cette échelle d'observation plus fine supposée (et plus objective, cad moins anthropique)
• jeter un éclairage nouveau sur la non localité quantique (et son flirt apparent avec une violation de la localité) et sur l'expérience du choix retardé (et son flirt apparent avec une violation du principe de causalité)
• ouvrir (peut-être) la possibilité de reconcilier (à cette échelle plus fine supposée) la localité, le déterminisme et une interprétation réaliste de la mesure quantique.

Comme ça ressemble beaucoup à la quadrature du cercle et pour mieux préciser le type d'idée que je veux évoquer, le mieux c'est de jeter un coup d'oeil à "Determinism beneath Quantum Mechanics" de Gerard 't Hooft http://arxiv.org/abs/quant-ph/0212095

BC

[invite8bc5b16d]

c'est un article intéressant à première vue (je ne connaissais pas vraiment cette voie de recherche), mais l'heure ne me rend pas capable de le lire sérieusement
j'y reviendrai quand la fatigue me rendra moins flemmard à l'égard de l'anglais et des calculs