Précisions sur l'expérience de la gomme quantique à choix retardé
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Précisions sur l'expérience de la gomme quantique à choix retardé



  1. #1
    invite33b4430c

    Question Précisions sur l'expérience de la gomme quantique à choix retardé


    ------

    Bonjour,
    Suite à ma lecture de la page wiki
    http://fr.wikipedia.org/wiki/Exp%C3%...x_retard%C3%A9
    J'aimerais avoir une petite précision.
    Sur le schéma de l'expérience si l'on remplace les miroirs semi-réfléchissants D et E par des miroirs est-ce que l'on voit une figure d'interférences apparaitre en I ?
    Si la réponse est non (ce qui me semble le plus logique), pourquoi ?

    -----

  2. #2
    Pio2001

    Re : Précisions sur l'expérience de la gomme quantique à choix retardé

    La réponse est non, parce que le photon qui passe dans les convertisseurs B et C produit deux photons de phase intriquée, mais individuellement indéterminée.
    Donc pas de frange sur l'écran, mais des sous-systèmes de franges, invisibles une fois ajoutés l'un à l'autre, intriqués avec les sorties G et H de la gomme.
    Dans un espace vectoriel discret, les boules fermées sont ouvertes.

  3. #3
    invite33b4430c

    Re : Précisions sur l'expérience de la gomme quantique à choix retardé

    Ok, les franges sont déphasées entre G et H.

    Merci Pio

  4. #4
    Chip

    Re : Précisions sur l'expérience de la gomme quantique à choix retardé

    Citation Envoyé par ModeH Voir le message
    Suite à ma lecture de la page wiki http://fr.wikipedia.org/wiki/Exp%C3%...x_retard%C3%A9
    Cette page à prendre avec des pincettes... La deuxième phrase
    Citation Envoyé par Wikipédia
    Elle a été menée, en 1999, par Marlan Scully, B.-G. Englert, et H. Walther
    est une pure invention! Si le reste est à l'avenant...

    Citation Envoyé par Pio2001 Voir le message
    le photon qui passe dans les convertisseurs B et C produit deux photons de phase intriquée, mais individuellement indéterminée
    Cette "intrication de phase" est une interprétation (ou une formulation) personnelle, me semble-t-il.

  5. A voir en vidéo sur Futura
  6. #5
    Deedee81
    Modérateur

    Re : Précisions sur l'expérience de la gomme quantique à choix retardé

    Salut,

    Citation Envoyé par Chip Voir le message
    Cette page à prendre avec des pincettes...
    Comme toute page traitant de ce genbre de sujet

    Pour la référence expérimentale, je ne sais pas.

    Citation Envoyé par Chip Voir le message
    Cette "intrication de phase" est une interprétation (ou une formulation) personnelle, me semble-t-il.
    La formulation n'est pas des plus propres mais ça m'a l'air clair (ce sont évidemment les états qui sont intriqués et les grandeurs corrélées sont la phase).
    "Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)

  7. #6
    Chip

    Re : Précisions sur l'expérience de la gomme quantique à choix retardé

    Citation Envoyé par Deedee81 Voir le message
    Comme toute page traitant de ce genbre de sujet
    C'est sans doute vrai... si dès le début ça part dans l'improvisation, c'est (très) mauvais signe.

    Citation Envoyé par Deedee81 Voir le message
    La formulation n'est pas des plus propres mais ça m'a l'air clair (ce sont évidemment les états qui sont intriqués et les grandeurs corrélées sont la phase).
    C'est, au minimum, discutable, je trouve. Quand on dit que les polarisations de deux photons sont intriquées, il n'y a pas de problème, on peut mesurer leurs polarisations, et ont peut écrire cet état sans difficulté. Dire que les phases de deux photons sont intriquées, dès lors que la phase d'un photon unique est toujours indéterminée... Tu peux faire des mesures de phase de ces deux photons, elles ne montreront pas de corrélation (les résultats individuels seront aléatoires et non corrélés). Et bien entendu tu ne peux pas écrire un tel état (par exemple phase 0 et phase pi superposé à phase pi et phase 0) car il n'existe pas. Mais bon, peut-être que ça ne pose pas de problème sur Wikipédia?

  8. #7
    Pio2001

    Re : Précisions sur l'expérience de la gomme quantique à choix retardé

    L'article de wikipedia semble avoir été rédigé par plusieurs auteurs.

    Citation Envoyé par Chip Voir le message
    Cette "intrication de phase" est une interprétation (ou une formulation) personnelle, me semble-t-il.
    Exact. Je ne me rappelle pas l'avoir vu écrit quelque part.

    C'est une idée venant des résultats de l'expérience. Entre la voie gauche et la voie droite existe une différence de longueur qui détermine l'emplacement des franges sur l'écran, ou la voie de sortie la plus probable derrière la gomme, s'il n'y a pas de convertisseur.

    Or les résultats avec le convertisseur produisant deux photons montrent que l'un est intriqué à l'autre, mais qu'on ne peut utiliser cette correspondance pour communiquer à distance, car localement aucune frange n'est visible sur l'écran et aucune sortie n'est privilégiée.
    Dans un espace vectoriel discret, les boules fermées sont ouvertes.

  9. #8
    Deedee81
    Modérateur

    Re : Précisions sur l'expérience de la gomme quantique à choix retardé

    Salut,

    Citation Envoyé par Chip Voir le message
    Dire que les phases de deux photons sont intriquées, dès lors que la phase d'un photon unique est toujours indéterminée...
    Euhhhh, mais ça, ce n'est pas gênant. Dans l'EPR classique les polarisations sont intriquées mais la polarisation individuelle est indéterminée. C'est d'ailleurs là que ce se situe la difficulté avec ce genre d'expérience.

    Citation Envoyé par Chip Voir le message
    Tu peux faire des mesures de phase de ces deux photons, elles ne montreront pas de corrélation (les résultats individuels seront aléatoires et non corrélés).
    Pourtant c'est bien ce qu'on fait dans une expérience de Young. C'est parce que la phase des deux photons est toujours identique (corrélée) en certains points que l'on a des maximums de luminosité.

    Citation Envoyé par Chip Voir le message
    Et bien entendu tu ne peux pas écrire un tel état (par exemple phase 0 et phase pi superposé à phase pi et phase 0) car il n'existe pas.
    Mais une fonction d'onde a bien une phase donc pourquoi un tel état intriqué ne peut-il être décrit ??? Le fait que la phase varie de point en point n'est qu'une difficulté "technique".

    Même si je reste d'accord avec toi sur le début de ce que tu écris : la formulation dans l'article reste discutable.
    "Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)

  10. #9
    Chip

    Re : Précisions sur l'expérience de la gomme quantique à choix retardé

    Citation Envoyé par Pio2001 Voir le message
    Exact. Je ne me rappelle pas l'avoir vu écrit quelque part.
    C'est bien de le préciser. Une réponse n'est pas exactement la même quand l'auteur précise que c'est son point de vue personnel et non quelque chose de généralement admis.

    Citation Envoyé par Chip Voir le message
    Dire que les phases de deux photons sont intriquées, dès lors que la phase d'un photon unique est toujours indéterminée...
    Citation Envoyé par Deedee81 Voir le message
    Euhhhh, mais ça, ce n'est pas gênant. Dans l'EPR classique les polarisations sont intriquées mais la polarisation individuelle est indéterminée.
    Je pense que tu as manqué un mot dans ma réponse : la phase d'un photon unique est toujours indéterminée. Ce qui signifie que tu ne peux pas produire un photon unique avec une phase déterminée. Ce n'est évidemment pas le cas de la polarisation. Pour des photons corrélés EPR en polarisation, la détection de la polarisation de l'un te donne l'information sur la polarisation de l'autre. Ce n'est pas possible avec la phase, car un photon unique de phase déterminée n'existe pas. Un état EPR de deux photons intriqués en phase n'existe pas (peux-tu écrire un tel état?...). Donc parler de "deux photons de phase intriquée" demande, au minimum, des précautions, des éclaircissements.

    Ça ne signifie pas que des différences de marche ne peuvent pas produire des interférences avec des états à photon unique (on peut effectivement très bien faire des interférences de type Young, ou autres, avec des photons uniques). Mais lorsqu'on fait interférer un photon unique avec un faisceau de référence, cohérent, de phase déterminée, on observe que les états à photon unique ont une phase indéterminée.

  11. #10
    Deedee81
    Modérateur

    Re : Précisions sur l'expérience de la gomme quantique à choix retardé

    Citation Envoyé par Chip Voir le message
    Je pense que tu as manqué un mot dans ma réponse : la phase d'un photon unique est toujours indéterminée. Ce qui signifie que tu ne peux pas produire un photon unique avec une phase déterminée. Ce n'est évidemment pas le cas de la polarisation. Pour des photons corrélés EPR en polarisation, la détection de la polarisation de l'un te donne l'information sur la polarisation de l'autre. Ce n'est pas possible avec la phase, car un photon unique de phase déterminée n'existe pas.
    Il y a quelque chose qui doit m'échapper car, comme je l'ai dit, ce n'est important que la phase soit non déterminée. A mon avis on ne se comprend pas car il y a quelque chose que je ne saisis pas (idem pour la remarque que tu faisais à la fin).

    (ça me rappelle l'histoire de l'opérateur temps, je crois que c'est Rincevent ou Karibou ou Gwydon qui m'avait montré où j'étais complètement à coté de la plaque)

    Citation Envoyé par Chip Voir le message
    Un état EPR de deux photons intriqués en phase n'existe pas (peux-tu écrire un tel état?...).
    Je manque un peu de temps là tout de suite (dans trois minutes, bye bye, mais je serai encore en retard, comme d'habitude), je regarderai à ça demain matin. En gros : prendre une impulsion donnée, décrire les états correspondant à une amplitude avec le bon vieux exp (i/hbar) etc... et une phase donnée, et donner l'état intriqué.

    Ca permettra peut-être justement de mettre le doigt sur le truc qui m'échappe

    Citation Envoyé par Chip Voir le message
    Donc parler de "deux photons de phase intriquée" demande, au minimum, des précautions, des éclaircissements.
    Ca oui, ce n'est pas aussi trivial que pour les polarisations because la phase change de point en point.

    A demain matin donc,
    "Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)

  12. #11
    Chip

    Re : Précisions sur l'expérience de la gomme quantique à choix retardé

    Citation Envoyé par Deedee81 Voir le message
    Il y a quelque chose qui doit m'échapper
    Je pense aussi mais ça va venir

    Citation Envoyé par Deedee81 Voir le message
    comme je l'ai dit, ce n'est important que la phase soit non déterminée.
    Si tu veux avoir des corrélations sur les détections des phases de deux photons, ça va te poser un léger problème. Voir mon message précédent.

  13. #12
    Deedee81
    Modérateur

    Re : Précisions sur l'expérience de la gomme quantique à choix retardé

    Salut,

    Citation Envoyé par Chip Voir le message
    Je pense aussi mais ça va venir
    J'espère

    Alors voilà comment je vois ça. Plus formellement (ce qui permettra sans doute de pointer mon erreur).

    Soit une particule quelconque d'énergie/impulsion définie. L'amplitude pour la trouver en un point t, r (vecteur) donné est :

    (livre de Feynman en français, page 120, par exemple, sur l'évolution des amplitudes dans le temps)

    La phase (l'exposant) dépend évidemment du temps et de la position et du point de référence pour la mesure de t et de r. Mais en en point donné t, r, on a une phase précise F.

    On peut par exemple choisir le point et moment d'émission des photons par le miroir semi-transparent.

    On peut alors décrire l'état comme |F>.

    Si la phase est indéterminée, on aura :
    |F1> + |F2> + .... (à un facteur de normalisation près)

    Pour passer au cas continu il faut intégrer avec une fonction de poids f(F) de carré intégrable mais ce n'est pas problème puisqu'on peut se limiter à F compris entre 0 et 2pi.

    Un état intriqué sera (où j'indique le numéro de la particule en indice)
    |F1_1>|F1_2> + |F2_1>|F2_2> + ....

    Et un passage au continu semblable.

    Si tout cela n'a pas de sens, où est mon erreur ???? (ça doit être gros comme une maison )
    "Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)

  14. #13
    Chip

    Re : Précisions sur l'expérience de la gomme quantique à choix retardé

    Citation Envoyé par Deedee81 Voir le message
    Soit une particule quelconque d'énergie/impulsion définie. L'amplitude pour la trouver en un point t, r (vecteur) donné est :

    (livre de Feynman en français, page 120, par exemple, sur l'évolution des amplitudes dans le temps)
    Juste une remarque : l'utilisation de fonction d'onde (représentation en base position) va poser problème pour des photons, sujet déjà abordé dans le forum. Mais ce n'est pas le fond du problème. Par ailleurs on peut très bien envisager la même expérience de gomme quantique à choix retardé utilisant des particules massives (atomes par exemple), et dans ce cas ta description ne pose pas de difficulté.

    Citation Envoyé par Deedee81 Voir le message
    La phase (l'exposant) dépend évidemment du temps et de la position et du point de référence pour la mesure de t et de r. Mais en en point donné t, r, on a une phase précise F.
    Peux-tu donner une observable pour cette phase? Peux-tu donner une base orthonormale d'états ayant des phases précises? Si ce n'est pas possible, en allant un peu plus loin, que faut-il entendre par "états de phase intriquée"?

    Citation Envoyé par Deedee81 Voir le message
    Un état intriqué sera (où j'indique le numéro de la particule en indice)
    |F1_1>|F1_2> + |F2_1>|F2_2> + ....
    Si tu écris cet état de façon un peu plus explicite tu vas voir qu'il y a un léger problème... tu peux faire sortir les facteurs de phase de tes kets et il ne va pas te rester grand chose qui puisse faire penser à une "intrication de phase".

  15. #14
    Chip

    Re : Précisions sur l'expérience de la gomme quantique à choix retardé

    Citation Envoyé par Chip Voir le message
    Si tu écris cet état de façon un peu plus explicite tu vas voir qu'il y a un léger problème... tu peux faire sortir les facteurs de phase de tes kets et il ne va pas te rester grand chose qui puisse faire penser à une "intrication de phase".
    Je me rends compte qu'il peut y avoir une confusion dans ce que j'ai dit. Les facteurs de phase dont je parle sont ceux sur lesquels va porter l'intrication (supposée), pas ceux qui définissent le mode de propagation de la particule, bien entendu. Autrement dit ce sont des facteurs tels que e^-i*0 et e^-i*pi pour un état supposé intriqué en phase |0>|pi>+|pi>|0>, par exemple.

  16. #15
    Pierre Marionnet

    Re : Précisions sur l'expérience de la gomme quantique à choix retardé

    Bonjour, dans l'expérience de Scully (ESW), j'ai un doute sur un point de la description de l'expérience. Au moment ou en B et en C, au sortir de la lame séparatrice on place deux convertisseurs bas, les photons signaux (vers l'écran I) forment-ils des interférences, pendant que les photons témoins courent leur chemin sans qu'ils ne rencontrent ni lame séparatrice ni miroir ni détecteur (bref lorsque ces photons témoins ne sont arrêtés par rien) ? Merci.

  17. #16
    Pierre Marionnet

    Re : Précisions sur l'expérience de la gomme quantique à choix retardé

    Merci pour cette réponse très précise qui va dépasse de loin ma question. La nuit portant conseil, j'ai compris que le détecteur I combine (photons signaux) les impacts et intérférences des quatre autres détecteurs (photons témoins). I combine donc les impacts et interférences (complémentaires) des détecteurs J, K et G, H. Il est donc normal qu'il n'y ait pas de franges d'interférences en I puisque I recoit les interférences complémentaire des détecteurs G et H. Le détecteur I reçoit également "copie" les impacts des détecteurs J et K. En bref, le détecteur I, si j'ai bien saisi, révèle l'ensemble des photons reçus sur les quatre autres détecteurs (J, K, G et H), ce que montre bien la figure publiée sur Wikipédia : http://fr.wikipedia.org/wiki/Exp%C3%...x_retard%C3%A9. Le nombre d'impacts est en effet bien plus serré sur ce détecteur I que sur les autres détecteurs. En fait, aussi serré que sur ces quatre détecteurs réunis (J, K, G et H). Merci beaucoup.

  18. #17
    mariposa

    Re : Précisions sur l'expérience de la gomme quantique à choix retardé

    Citation Envoyé par Pio2001 Voir le message


    Je crois, Chaverondier, que lorsque nous répondons aux questions d'internautes sur Futura-Sciences, nous devrions nous en tenir au minimum à ce qui est publié dans des revues à comité de lecture, voire carrément à ce qui est publié dans des livres de cours, à moins d'aborder ces questions dans le contexte qui convient (débats scientifiques) et avec les réserves qui s'imposent.

    Bonjour,

    Je ne peux que souscrire sur cette remarque oh combien pertinente: Lire des livres de MQ écrits par des gens compétents dont l'autorité est reconnue ainsi que des articles publiés dans des revues à referee.

    même si Wikipedia et arXiv peuvent aider il y a suffisamment de conneries (personnellement, la plupart du temps, je les ignore royalement) pour ne pas faire confiance à ce que l'on peut trouver là-dessus.

    j'ajouterais que tous les phénomènes "exotiques" révélés par l'optique quantique sont en pleine conformité avec la MQ telle qu'elle a été formulée en 1925 et cela sans aucune exception.

    Pour comprendre l'optique quantique il faut commencer par la MQ des phénomènes "ordinaires".

  19. #18
    Pio2001

    Re : Précisions sur l'expérience de la gomme quantique à choix retardé

    Citation Envoyé par mariposa Voir le message
    même si Wikipedia et arXiv peuvent aider il y a suffisamment de conneries (personnellement, la plupart du temps, je les ignore royalement) pour ne pas faire confiance à ce que l'on peut trouver là-dessus.
    Je précise à toutes fins utiles que le lien qu'il donne vers Arxiv mène à un article qu'il a écrit lui-même.

    Je pense juste qu'il devrait avoir son sujet de discussion à part, et qu'il est prématuré de le citer à des fins didactiques.
    Dans un espace vectoriel discret, les boules fermées sont ouvertes.

  20. #19
    mariposa

    Re : Précisions sur l'expérience de la gomme quantique à choix retardé

    Citation Envoyé par Pio2001 Voir le message
    Je précise à toutes fins utiles que le lien qu'il donne vers Arxiv mène à un article qu'il a écrit lui-même.

    Bonjour,

    J'ai été réferre de la plus grande revue scientifique américaine de physique et il me faut moins de 20 secondes pour rejeter un tel papier. Je pense que d'autres collègues pourrait être plus rapide que moi.

    Je pense juste qu'il devrait avoir son sujet de discussion à part, et qu'il est prématuré de le citer à des fins didactiques.
    comme tout le monde (il y a énormément de très bons livres aujourd'hui) et non commencer par s'intéresser à des problèmes difficiles.

    Quand je dis cela c'est en postulant que l'on se place sur le terrain scientifique. Dans le cas contraire je n'ai rien à redire contre les discussions de comptoir qui ont l'avantage d'agrémenter la vie. Mieux vaut se shooter aux délires verbaux qu'a la cocaïne.

  21. #20
    Pierre Marionnet

    Re : Précisions sur l'expérience de la gomme quantique à choix retardé

    Bigre ! Je ne pensais pas avec ses premiers messages déclencher un tel échange qui ne répond d’ailleurs pas à la question posée. Comprenez s’il vous plait que tous les contributeurs à ces forums, je le vois, ne sont pas forcément des experts en la matière ni ne disposent des bagages mathématique et scientifique de votre niveau. C’est en tout cas ma situation, et cela ne minimise en rien l’intérêt que je porte à la physique quantique en tant que curiosité physique et intellectuelle. Lorsque j’aborde ces questions avec mon entourage, je suis convaincu que la présentation qui est généralement faite de ces phénomènes, trop souvent absconse, peut très bien se faire sans démonstration mathématique qui rebute plutôt qu’elle n’attise la curiosité du lecteur lambda. J’ai suivi il y a quelque temps une conférence sur la physique quantique à l’INREES. Quel ennui, pour un auditoire peu habitué aux abstractions mathématiques. A cette conférence il fut question de quantum d’énergie, de fonction d’onde, du corps noir… Les expériences des fentes de Young et de l’interféromètre Mac-Zehnder, avec leur côté déroutant et donc « accrocheur », ne furent même pas abordées. Et pourtant, la présentation de ces expériences laisseraient perplexe n’importe quel gamin de 10 ans. Voir à cet égard le lien ci-dessous pour une animation qui se met à la portée de tous.
    http://www.dailymotion.com/video/xaw...erference_tech
    C’est pour ces mêmes raisons que j’ai tout particulièrement apprécié le livre de Valerio Scarani (Vuibert, 2003 avec préface de Jean-Marc Lévy-Leblond). Une présentation simple et précise des phénomènes, sans jargon ni digression, bref, de quoi éveiller l’intérêt de nos chères têtes blondes, voire de susciter celui de leurs parents et grands parents. Les occasions de s’émerveiller et de s’interroger sur la nature du monde et de la réalité sont si rares. Bien cordialement, Pierre.

  22. #21
    Pio2001

    Re : Précisions sur l'expérience de la gomme quantique à choix retardé

    Bonjour Pierre,
    Je n'ai pas développé ma réponse parce que tu as toi-même parfaitement répondu à ta propre question dans ton second message. Ce que tu as écrit est exact.

    Citation Envoyé par chaverondier Voir le message
    Les photons signaux forment bien des franges d'interférence (quand on fait agir, après coup, la gomme quantique sur les photons témoin).
    Précisément. Or Pierre demandait bien ce qu'il se passait si on ne faisait pas agir la gomme.
    Dans un espace vectoriel discret, les boules fermées sont ouvertes.

  23. #22
    Pierre Marionnet

    Smile Re : Précisions sur l'expérience de la gomme quantique à choix retardé

    Merci PIO 2001, je suis donc sur la bonne voie...

  24. #23
    invite2921345a

    Re : Précisions sur l'expérience de la gomme quantique à choix retardé

    Citation Envoyé par Pierre Marionnet Voir le message
    Comprenez s’il vous plait que tous les contributeurs à ces forums, je le vois, ne sont pas forcément des experts en la matière ni ne disposent des bagages mathématique et scientifique de votre niveau. C’est en tout cas ma situation, et cela ne minimise en rien l’intérêt que je porte à la physique quantique en tant que curiosité physique et intellectuelle.
    Bien d'accord avec vous, je lis tout mais je n'ai pas osé intervenir avec des questions trop naïves.

  25. #24
    Pierre Marionnet

    Re : Précisions sur l'expérience de la gomme quantique à choix retardé

    Merci à vous

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