Bonjour,
Je me pose des questions quand à ce que signifie le terme 'superposition d'états' en physique quantique.
Je m'excuse par avance si jamais certaines parties de ce post n'ont pas de sens physique. En particulier, je ne suis pas sûr que la notion de 'temps' puisse être manipulé comme je le fais.
Cela choque l'intuition de se dire qu'une particule est dans plusieurs états 'en même temps', mais qu'elle n'en possède qu'un seul au moment où on mesure celle-ci. Le but de cette discussion est de déterminer (si cela est possible et si cela a un sens) laquelle de ces deux hypothèses est valide :
1/ La superposition d'état est un modèle pour exprimer le fait qu'une particule quantique se comporte de manière purement aléatoire. Par exemple, si on attribut à un lancé de dé un caractère purement aléatoire, peut-on exprimer avec ce même modèle que le dé, au moment où on le lance, et avant qu'on obtienne le résultat, possède une superposition de 6 états différents pour chacune de ces six faces. On peut probablement pousser l'analogie plus loin :
imaginons un dé avec un nombre infinie de faces. Une sphère pour laquelle chaque point (= face) possède une valeur. Cette sphère roule de manière parfaitement aléatoire sur une surface capable d'identifier à tout moment le point de la sphère avec laquelle elle est en contacte. Une identification d'un des point est alors une mesure.
2/ la superposition est un modèle qui exprime réellement qu'une particule est dans plusieurs états en même temps ?
Pour pouvoir faire une distinction entre ces deux hypothèses, je me pose deux questions dont je ne connais pas la réponse.
a/ Une particule peut-elle être 'statique dans le temps' pour une partie de ses attributs mesurables (vitesse, position, etc...). Ainsi, c'est bien le cas pour un dé. Cela est-il aussi le cas à l'échelle microscopique ? Cette question est évidement ambigüe. Aussi, je vais essayer de lever cette ambiguïté en la mettant en relation d'abord avec la première, puis la deuxième hypothèse.
- En relation avec 1/ : Est-il possible de mettre un particule dans un état tel que le résultat d'une mesure soit toujours déterministe et identique dans le temps ? (strictement équivalent au dé qui ne bouge pas tant qu'on ne le lance pas).
- En relation avec 2/ : Dans ce cas le terme de 'statique' ne s'applique pas de la même manière, puisqu'une particule possède plusieurs états 'en même temps'. On pourrait alors dire qu'elle est statique si la distribution de probabilité de se voir attribuer tel ou tel état lors de son observation ne change pas. Je crois savoir que c'est justement ce que l'on observe par l'expérience. (que l'hypothèse 1/ ou 2/ soit vrai). J'inverse dans ce cas la question : Est-il possible de mettre une particule dans un état tel que la distribution de probabilité de ses états change au court du temps ?
b/ Est-il possible de prendre deux mesures différentes (dans le sens utiliser deux appareils de mesures différents) exactement au même instant pour le même attribut sur une même particule ? Si cela est possible, obtient-on systématiquement la même mesure, ou bien peut-on obtenir des mesures différentes exactement au même moment ? (et dans ce cas on peut effectivement penser qu'une particule est réellement dans plusieurs états en même temps).
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Dans le cas où il est conjointement impossible qu'une particule soit 'statique' au sens de l'hypothèse 1/ et impossible de prendre deux mesures 'en même temps' de la même particule, la distinction entre 1/ et 2/ me semble impossible à faire. (auquel cas je souscris à l'hypothèse 1/ qui ne choque pas mon intuition ... oui tout ça pour ça).
Merci d'avance à tout ceux qui ont des éléments de réponses.
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