Paradoxe EPR, où est le paradoxe?

[invitea4880d03]

Bonjour,

Je ne suis pas spécialiste en physique, loin de là, mais je m'y intéresse.

Aussi, je me suis documenté sur le fameux paradoxe EPR. Mais je pense mal le comprendre car je ne vois pas où est le paradoxe.

Je m'explique :
Si on essaye imagé cette expérience (même si on ne peut pas trop imagé la physique quantique...) en imaginant un disque que l'on va fractionné en deux et envoyer dans des directions opposées et à la même vitesse.
Si l'on regarde la forme d'une partie du disque, il est logique que l'on puisse déduire la forme de l'autre partie du disque (vu la forme du premier morceau on sait quelle est la forme du second).
Idem pour la position, car les deux parties ont été envoyé dans des directions opposés à la même vitesse, on peut donc savoir où se trouve la seconde partie.

Peut-être que mon analogie n'est pas du tout bonne et dans ce cas, peut-être qu'un d'entre vous peut m'éclairer?

Merci par avance
-----

[gatsu]

Bonjour,

Je ne suis pas spécialiste en physique, loin de là, mais je m'y intéresse.

Aussi, je me suis documenté sur le fameux paradoxe EPR. Mais je pense mal le comprendre car je ne vois pas où est le paradoxe.

Je m'explique :
Si on essaye imagé cette expérience (même si on ne peut pas trop imagé la physique quantique...) en imaginant un disque que l'on va fractionné en deux et envoyer dans des directions opposées et à la même vitesse.
Si l'on regarde la forme d'une partie du disque, il est logique que l'on puisse déduire la forme de l'autre partie du disque (vu la forme du premier morceau on sait quelle est la forme du second).
Idem pour la position, car les deux parties ont été envoyé dans des directions opposés à la même vitesse, on peut donc savoir où se trouve la seconde partie.

Peut-être que mon analogie n'est pas du tout bonne et dans ce cas, peut-être qu'un d'entre vous peut m'éclairer?

Merci par avance

Salut,

En fait le problème provient du fait qu'on ne peut pas imaginer l'expérience comme tu viens de le faire, cela impliquerait l'existence de variables cachées pour l'observateur d'où l'incertitude à la fin de l'expérience. En réalité la mesure sur l'un des photons intriqués va sélectionner une valeur parmi toutes les valeurs observables pour ce photon. Ce qu'il se passe c'est que cette mesure va sélectionner (de part l'intrication) également l'état de l'autre photon intriqué et ce à une vitesse supérieure à celle de la lumière a priori.

Ce qui est certain, c'est que l'on ne peut pas interpréter l'experience avec l'exemple que tu donnes (genre tout est décidé depuis le départ). Cela a été montré par la violation des inégalités de Bell observée dans l'équipe d'Alain Aspect dans les années 80...d'où le "paradoxe".

Mais ce paradoxe n'en est vraiment un que si l'on garde une interprétation réaliste de la MQ comme le faisait Einstein par exemple. En revanche il n'y a pas vraiment de problème avec un point de vue plus pragmatique à la Bohr.

[invite2b14cd41]

On peut éliminer le paradoxe en considérant l'existence de variables cachées non locales, je crois bien (c'était mon sujet de TPE )

[invite1091d7f6]

Salut,

Si l'on veut utiliser ton exemple pour décrire le paradoxe EPR, il faudrait par exemple ne permettre que deux types de fractionnement: une découpe droite et une découpe dentelée.

Dans ces cas là, en supposant que l'on décrit tout avec la méca Q et que les inégalité de Bell sont bien violées, tes morceaux de disques serait (réellement) dans les états: "découpe droite" ET "découpe dentelée" en même temps! Jusqu'au moment où tu les mesures et que tu les figes dans un des deux états (soit "découpe droite" soit "découpe dentelée")... Le pb, c'est que quand tu mesures le morceau 1, tu figes aussi instantanément le morceau 2. Il y a donc quelque chose qui va plus vite que la lumière (interdit pas Einstein) et qui dit au morceau 2 qu'il doit se figer dans un des états.

Ce que je viens de te donner est le point de vue le plus simple découlant de la violation des inégalités de Bell... Comme le fait remarquer pol92joueur, on peut utiliser des théories bien plus complexes pour résoudre le paradoxe (variable non locale, Mécanique Quantique Relationnelle, etc...). Pour l'instant, aucune n'a pu être prouvée expérimentalement... Donc le paradoxe est toujours entier!

@+

[A voir en vidéo sur Futura]

[invitea4880d03]

Eh bien, merci pour vos réponses!

Poual, merci de reprendre mon exemple.
Si l'on ne connait l'état du disque (coupe droite ou dentelée) seulement à partir du moment où l'on observe, est-ce qu'on est sure qu'il avait les deux états avant qu'on l'observe?
Est-ce qu'il n'était pas déjà en coupe droite ou en coupée avant l'observation?
Si oui comment est-ce qu'on le sait puisqu'on ne peut pas l'observer sans qu'il ne prenne un des deux états?

Gatsu, tu dis :

va sélectionner une valeur parmi toutes les valeurs observables pour ce photon

Donc le photon peut prendre plus de deux valeurs différentes? Et pas seulement 0 ou 1?
En lisant les articles, je pensais que c'était juste deux valeurs (+ et -).
Si il n'y a bien que deux valeurs, alors les photos pourrait se "mettre d'accord" lors de la séparation de l'atome non?

pol92joueur :

existence de variables cachées non locales

Ca serait une variable caché qui communiquerait l'état de l'un à l'autre? Non locale voudrait dire qu'elle ne se trouve pas dans l'espace?

Tout ceci n'est peut être pas explicable d'un point de vue imagé, et c'est certainement pour ça que la physique quantique est très obscure pour les non initiés. Mais peut-être que vous avez une piste pour m'éclairer?

[invite1091d7f6]

Re-Salut,

La violation des inégalités de Belle SIGNIFIE que les particules sont dans une superposition d'état avant la mesure. La particule est dans une superposition des deux états avant.

@+

[invitea4880d03]

Merci pour ta réponse.

J'ai lu un article concernant la superposition d'état.
Si j'ai bien compris, cela veut dire qu'un objet quantique peut avoir plusieurs états et qu'il se figera lors de la mesure?
Si on mesure un objet quantique deux fois (je ne sais pas si c'est possible) à un instant t et t+n ms, est-ce qu'il peut donner deux valeurs différentes?

Encore merci

[invite2b14cd41]

Si on mesure un objet quantique deux fois à un instant t et t+n ms, est-ce qu'il peut donner deux valeurs différentes?

Non ...

[invitea4880d03]

Donc, l'objet quantique est vraiment completement figé après mesure?
Comme cela se fait-il?
Le photon détécte qu'il est mesuré et ne change plus d'état ensuite?
Est-ce que vous avez une expliquation de vulgarisation qui explique pourquoi la mesure fige "a vie" l'état d'un objet quantique? ou un lien

Merci beaucoup pour votre aide!

[invité576543]

Donc le photon peut prendre plus de deux valeurs différentes? Et pas seulement 0 ou 1?

Ce qui peut prendre deux valeurs, c'est la polarisation selon un axe. Mais il y a plein d'axes différents.

Dans une expérience possible, trois axes sont utilisés : vertical, horizontal et à 45° entre les deux.

Il y a donc a priori 3 mesures faisables par photon, chacune donnant 0 ou 1 (disons).

Mais en pratique, on ne peut mesurer qu'un seul axe par photon, au choix, car cette mesure détruit l'information sur les deux autres (cela se constate en faisant une mesure puis une autre sur le même photon).

Ensuite, l'expérience permet de constater que si on mesure selon le même axe les deux photons, on obtient (pour simplifier) toujours le même résultat.

D'où l'idée qu'on peut mesurer à la fois deux des trois mesures, en en faisant une par photon.

Le paradoxe vient des statistiques qu'on obtient en faisant tout plein de doubles mesures dans toutes les combinaisons possibles. Si on calcule ces statistiques en considérant que les résultats de mesure correspondent à quelque chose de bien déterminé avant la mesure, alors on ne trouve pas les statistiques observées.

Et si on considère que le résultat est partiellement créé lors de la mesure (tiré au hasard par exemple), alors on peut expliquer les statistiques qu'on obtient pour les doubles mesures, mais on ne peut plus expliquer pourquoi on trouve toujours la même chose quand on mesure le même axe des deux côtés (i.e., comment les photons "se sont mis d'accord").

Bref, les modèles "intuitifs", classiques, ne permettent pas de prévoir les stats observées --> paradoxe.

[invité576543]

PS : Je l'explique comme cela parce qu'il me semble utile de réaliser que le paradoxe ne vient pas de la méca Q, mais vient de constats d'expérience, d'observations expérimentales. Il n'est donc ni nécessaire ni utile d'utiliser le vocabulaire de la méca Q pour décrire le paradoxe.

Le paradoxe réside dans l'impossibilité d'expliquer ce que l'on observe dans cette expérience par un modèle intuitif, classique, dans lequel ce qu'on mesure existe avant d'être mesuré, et dans lequel les particules sont indépendantes l'une de l'autre après avoir été émises.

La méca Q intervient, elle, en fournissant un modèle qui prédit correctement ce qui est observé.

[invitea4880d03]

Merci pour ces éclaircicement.

Ce que j'ai du mal à comprendre, c'est pourquoi lorsqu'on mesure un photon (ou autre), on ne peut avoir qu'une seule mesure, car cela détruit les autres.
Au final on ne fait que prendre une photo d'un certain angle non? Qu'est que qui fait qu'on ne peut pas avoir toutes les infos sur un photon?

Egalement, si il y a le principe de superposition d'états, et qu'un photon à donc toutes les valeurs à la fois, pourquoi se fige t-il lors de la mesure?

[Pfhoryan]

Le paradoxe vient des statistiques qu'on obtient en faisant tout plein de doubles mesures dans toutes les combinaisons possibles. Si on calcule ces statistiques en considérant que les résultats de mesure correspondent à quelque chose de bien déterminé avant la mesure, alors on ne trouve pas les statistiques observées.

Et la seule façon de sauver un modèle locale réaliste est d'essayer de montrer que les inégalités de Bell ne sont pas adaptées à ce problème.

La non localité, c'est la porte ouverte à des dimensions cachées ©

[invité576543]

Ce que j'ai du mal à comprendre, c'est pourquoi lorsqu'on mesure un photon (ou autre), on ne peut avoir qu'une seule mesure, car cela détruit les autres. (...)

Là encore, il faut distinguer les constatations, et les explications.

C'est un constatation que si on fait passer un photon par un polarisateur (ce qui mesure sa "polarisation"), les résultats d'une mesure ultérieure sont indépendants de ce qui s'est passé avant la mesure. Ils sont fixés par le processus de mesure.

Et c'est une constatation qu'on n'arrive pas à mesurer la polarisation sans que cet effet apparaisse.

Pourquoi ? Ben, la méca Q est présentée comme une "explication"... Elle prédit l'impossibilité.

Attention, je ne veux pas dire que la méca Q "c'est pas bien". Juste que pour le moment, 1) la méca Q, ça marche, ça prédit correctement, 2) Ceux qui n'y voient pas une "explication" n'ont pas encore proposé quelque alternative que ce soit qui fasse consensus.

Le point important, ce sont les expériences, ce qu'on constate. C'est incontournable, et l'absence d'explication "satisfaisante", consensuelle, n'y change rien.

---

Je sais bien que répondre "c'est comme ça, il n'y a pas d'explication consensuelle", c'est frustrant. Mais que je réponde autrement me semblerait refiler de la fausse monnaie.

[invite1091d7f6]

Egalement, si il y a le principe de superposition d'états, et qu'un photon à donc toutes les valeurs à la fois, pourquoi se fige t-il lors de la mesure?

Prenons par ex, pour l'orientation de la polarisation: (50% * O degré) + (50% 90 degrés). L'interprétation directe de la méca Q nous dit que c'est l'état RéEL du photon. Avant la mesure, le photon sera toujours (50% * O degré) + (50% 90 degrés). Il est figé dans cet état.

Pour nous et les détecteurs, on ne peut pas voir l'état réel des objet quantiques. On verra soit 0 degré soit 90 degrés (le photon passe à travers le polariseur ou ne passe pas...).

Une fois la mesure effectuée (0 degré par exemple), le photon gardera cet état... enfin jusqu'à une prochaine expérience (une expérience de détection à 45 degrés pourra changer l'état du photon!).

@+

[invitea4880d03]

Merci pour vos réponses.

Donc j'arrive à comprendre que la méca Q nous donne les valeurs réels de la polarisation d'un photon, à savoir plusieurs états simultanés.
Et je comprends également que nous ne pouvons pas voir ces deux états simultanément dans notre "monde", donc la mesure nous donne un des deux états.

Ce que je ne comprends pas, c'est pourquoi, après la mesure, le photon garde le même état.
Selon la méca Q, le photon à toujours les deux états même après mesure non?

Encore merci

[invite1091d7f6]

Selon la méca Q, le photon à toujours les deux états même après mesure non?

Peux-tu expliciter?


Un des postulats de la méca Q dit justement l'opposé...

[invitea4880d03]

Un des postulats de la méca Q dit justement l'opposé...

Ah d'accord, je pensais que nos appareil ne voyait qu'un état, mais que le photon avait toujours les deux.

Mais alors, qu'est ce qui fait que la mesure fixe l'état? Comment le photon peut-il figer sont état simplement parce-qu'il a été mesuré? Il n'y a pourtant aucun contact avec le photon lors de la mesure, si?

Encore merci

[créaventeur]

Le paradoxe réside dans l'impossibilité d'expliquer ce que l'on observe dans cette expérience par un modèle intuitif, classique, dans lequel ce qu'on mesure existe avant d'être mesuré, et dans lequel les particules sont indépendantes l'une de l'autre après avoir été émises.

Magnifique résumé!!!
Tu oublies quand même de dire... que ce paradoxe tient du fait qu'une quantité d'information ne peut dépasser la vitesse de la lumière sauf si ces deux particules sont corrélées...
vitesse de phase infinie...et vitesse de groupe finie...

[invite1091d7f6]

Mais alors, qu'est ce qui fait que la mesure fixe l'état? Comment le photon peut-il figer sont état simplement parce-qu'il a été mesuré? Il n'y a pourtant aucun contact avec le photon lors de la mesure, si?
Encore merci

Une mesure implique forcément une interaction avec le système. Cette interaction perturbe le système qui se place alors dans un état observable.

Il est impossible (même du point de vue classique) de mesurer sans perturber. Et c'est tout le pb de la méca Q. Le fait de mesurer modifie ce que l'on mesure...

@+

[invitea4880d03]

Merci Poual

Tu touches le point sensible que je n'arrive pas à comprendre.

Pourquoi une mesure implique une interaction? Si on prends une photo d'un objet, on ne l'affecte pas.
Quelle est la différence avec la mesure d'un photon?
Lorsqu'on mesure un photon, on ne fait pas que l'observer, sans "contact", donc sans interaction direct?

[invite1091d7f6]

Pourquoi une mesure implique une interaction? Si on prends une photo d'un objet, on ne l'affecte pas.

Ah bon? Pourtant, tu es bien obligé de l'éclairer! Les photons interagissent donc avec le matériau avant d'être éventuellement réfléchit.

Quelle est la différence avec la mesure d'un photon?
Lorsqu'on mesure un photon, on ne fait pas que l'observer, sans "contact", donc sans interaction direct?

Et par exemple, pour connaître la porisation d'un photon, il faut utiliser un polariseur et un détecteur de photon. Le photon laisse une trace dans le détecteur (il peut le charger localement par exemple pour un détecteur semiconducteur). Et pour cela, il faut bien une interaction.

@+

[invite1091d7f6]

Bien sur, tu peux aussi prendre des photos dans le noir...

[invité576543]

Lorsqu'on mesure un photon, on ne fait pas que l'observer, sans "contact", donc sans interaction direct?

En général, non : l'observation passe par l'absorption.

Mais il y a des méthodes sophistiquées pour cironvenir certaines limitation, mais pas toutes.

Le texte suivant devrait donner des éléments de réponse à la question:

http://www.upmc.fr/fr/recherche/pole..._de_voir2.html

[invitea4880d03]

Merci beaucoup pour vos réponses!

Je ne savais pas que l'oeil obsorber les photons pour voir. Je pensais que c'était une histoire de rélexion, de même que les photons réfléchissent sur un mur.
En tout cas, sans faire de jeu de mot, j'y vois un peu plus clair

Mais est-ce que c'est une particularité des photons?
Si on observe d'autres particules, est-ce qu'elle sont aussi altéré?

[invité576543]

Si on observe d'autres particules, est-ce qu'elle sont aussi altérées?

Oui, au sens où leur état est altéré. La différence, c'est que la particule elle-même n'est pas absorbée, en général.

Mais dans tous les cas un attribut de l'état est altéré par une interaction le mesurant. Dans le cas de l'électron, mesurer son spin est assez similaire à mesurer la polarisation d'un photon : l'état de spin est modifié par la mesure de manière similaire.

[invitea4880d03]

D'accord, merci pour ces présisions.

Est-ce que nous avons des pistes pour arriver à faire des mesures sans alérer l'état? Ou est-ce inévitable?

[invite1091d7f6]

Est-ce que nous avons des pistes pour arriver à faire des mesures sans alérer l'état? Ou est-ce inévitable?

Pas à ma connaissance. A priori (et selon la méca Q), c'est inévitable.

Cordialement

[Paminode]

Donc, l'objet quantique est vraiment completement figé après mesure?
Comme cela se fait-il?
Le photon détécte qu'il est mesuré et ne change plus d'état ensuite?
Est-ce que vous avez une expliquation de vulgarisation qui explique pourquoi la mesure fige "a vie" l'état d'un objet quantique? ou un lien

Bonsoir,

J'ai cru comprendre un jour, en lisant un article de vulgarisation, que la mesure ne figeait pas tant que cela l'état de la particule, et qu'à la longue l'objet retrouvait peu à peu un état superposé. Il y avait une sorte de perte progressive de la connaissance de l'état de l'objet obtenue par la mesure. Quelqu'un confirme ? Je me trompe peut-être.

Ce que j'ai du mal à comprendre, c'est pourquoi lorsqu'on mesure un photon (ou autre), on ne peut avoir qu'une seule mesure, car cela détruit les autres.

Il y a un truc qui s'appelle "principe d'indétermination de Heisenberg". Plus grande est la précision d'une mesure sur une caractéristique de l'objet, plus faible elle est sur une autre.

Egalement, si il y a le principe de superposition d'états, et qu'un photon à donc toutes les valeurs à la fois, pourquoi se fige t-il lors de la mesure?

C'est un machin qui s'appelle "réduction du paquet d'ondes". Sauf erreur de ma part, je crois que cela pose un problème théorique, car cela introduit d'une certaine manière une irréversibilité du temps.

Pourquoi une mesure implique une interaction? Si on prends une photo d'un objet, on ne l'affecte pas.
Quelle est la différence avec la mesure d'un photon?
Lorsqu'on mesure un photon, on ne fait pas que l'observer, sans "contact", donc sans interaction direct?

Ah bon? Pourtant, tu es bien obligé de l'éclairer! Les photons interagissent donc avec le matériau avant d'être éventuellement réfléchit.

L'explication que j'ai lue, est que l'énergie des photons pour photographier, ou même voir, un objet macroscopique est infime à côté de l'énergie de l'objet (sa masse par exemple).
Tandis qu'en MQ, l'énergie mise en jeu dans la mesure est de l'ordre de grandeur de l'énergie du phénomène mesuré, d'où interaction et embrouille.

[Paminode]

Je ne savais pas que l'oeil absorbait les photons pour voir. Je pensais que c'était une histoire de réflexion, de même que les photons réfléchissent sur un mur.

Il y a effectivement d'abord une "histoire de réflexion" : l'objet ou le mur réfléchit une partie des photons qu'il reçoit de la source de lumière ; l'autre partie est absorbée. La différence de longueur d'onde entre la partie réfléchie et la partie absorbée détermine la couleur de l'objet.
Ensuite, les photons réfléchis entrent dans l'oeil et sont absorbés par la rétine, où leur énergie déclenche des réactions chimiques créant au bout du compte l'impression lumineuse dans le cerveau.