question sur les photons intriqués

[belette27]

Bonsoir à tous,

En imaginant que la vitesse de la lumière n'ait pas de limite, pourrait-on alors expliquer les phénomène observés sur les photons intriqués?????
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[invite1091d7f6]

Peut-être mais alors après avoir réglé un problème, vous en aurez 274 autres à résoudre bien plus coriaces... (voire plus!)

[belette27]

Merci de votre réponse, mais je cherche simplement à savoir si oui où non, on parviendrait à trouver une explication correcte à ce phénomène incroyable, en imaginant que la vitesse de la lumière n'ait pas de limites.
A+

[invite4ff2f180]

Bonjour,
en même temps, même avec une vitesse limite finie, il n'y a pas de problème ... la théorie est parfaitement cohérente.

[A voir en vidéo sur Futura]

[belette27]

Comment expliquer alors, que même à une distance séparant les deux photons qui interdit tout échange d'information, on constate que ces derniers se comportent comme s'ils échangeaient entre eux??

[invite1091d7f6]

Il n'y a pas d'échange d'informations du point de vue scientifique entre les deux photons (ie. vous ne pourrez pas les utiliser pour transférer d'information).

Donc, au final, le principe de vitesse limite (celle de la lumière) n'est pas violé.

Par contre, je suis d'accord avec vous pour dire qu'on ne sait pas encore très bien ce qui se passe entre les 2 photons (ie. la mesure de l'un fige l'autre). La question n'est pas encore résolue.

@+

[belette27]

c'est sur cette question non résolue que j'aimerai avoir une discution.
Je crois que seul une vitesse supérieure à la lumière, voir très supérieure, pourrait donner une explication simple et cohérente...

[invite1091d7f6]

Et encore une fois, le problème n'est pas la vitesse d'un éventuel messager mais plutôt: y'a-t-il un messager? Si oui, qui est ce messager et comment fonctionne-t-il?

Ah cela, il n'y a pas de réponse à ma connaissance. Après, peut-être que l'on pose la mauvaise question...

[belette27]

Oui je suis d'accord avec vous. Il vaut mieux parler de messager plutôt que de lumière et photons. Mais si l'on reste dans le domaine du rationnel, on est en droit de supposer une vitesse de transmission bien plus rapide que la lumière.
Quand pensez-vous?

[invite1091d7f6]

Je ne sais pas s'il faut un messager pour que la fonction d'onde d'une des particules intriquées s'effondre lorsque l'on mesure la seconde.

Du coup, j'en sais encore moins sur une "vitesse (de qui?) de transmission (de quoi?)"

Désolé... Les autorités les plus compétentes vous répondront sûrement demain
Bonne nuit

[belette27]

En imaginant que la vitesse de la lumière n'ait pas de limite, pourrait-on alors expliquer les phénomène observés sur les photons intriqués?????

[invite4ff2f180]

Bonjour,
il n'y a pas de transfert d'information, donc pas de messager, donc pas de problème. Un moyen très intéressant pour comprendre ce pseudo-paradox est l'interprétation relationnel de la mécanique quantique, voila une explication intuitive :
si tu mesures l'état du photon 1, tu as une certaine valeur, mais alors tu n'a toujours pas fait de mesure sur le photon 2 ! SI maintenant tu fait une mesure sur le photon 2 alors tu va trouver le résultat prévu par la MQ (car ils sont intriqué). Mais tu DOIS faire la mesure sur le photon 2. Tant que cette mesure n'est pas réalisé, tu ne peux pas parer de l'état du photon 2. Donc si tu veux, le "messager", c'est l'experimentateur qui, pour comparer les résultats, doit faire les deux mesure et la causalité ou tout ce que tu veux n'est donc pas violé.

[invite06459106]

Bonjour,
La transformation d'un état n'est-il pas en soi une information..?
Effectivement, il faut éffectuer la mesure...mais statistiquement, si on observe 100% la corrélation du résultat à la mesure, ne peut-on penser que meme avant celle-ci faite, il y a eu changement d'état?(qui ne sera confirmer qu'à la mesure ok...).Cela voudrais-t-il dire que c'est la mesure qui fait la "réalité" du résultat?Si on confirme que x est intriqué à x' et le resultat corrélé sur un million d'experiences, qu'est-ce qui peut permettre de douter du résultat à l'experience suivante?
Cordialement,
Ps:Je comprends l'explication donné par Mixoo...mais...c'est tellement..."troublant"

[belette27]

Merci pour vos réponse, mais ce n'est toujours pas clair pour moi.
Pourriez-vous m'expliquer en suivant l'exemple précis ci-dessous:
Avant la mesure du premier photon, les deux photons peuvent être chacun dans l'état 1 où 2. Donc on peut avoir un photon à 1 et l'autre à 2.
Après la mesure du premier photon, on constate qu'ils ont tout les deux le même état.
Il y a donc bien eu quelque chose qui fait que les deux photons prennent la même valeur...

[SchliesseB]

Imaginons une source de photons qui envoient à un personnage A et un personnage B deux photons intriqués. Les personnes sont "très" éloignées.

Imaginons encore que A fait la mesure en premier sur son photon et trouve un certain état (disons 1). Il sait alors que si B fait la même mesure, il trouvera aussi 1.

y'a t'il un transfert d'information de B vers A? non aucun. A a juste appris que si le résultat de B s'il fait la mesure. Cela n'a rien de surnaturel. Si la personne au milieu avait envoyé 2 mêmes cartes postales (à presque la vitesse de la lumière...), A saurait ce que B va recevoir et celà n'a rien de paradoxal. même si ce n'est pas la même chose (la M.Q. le prouve, il y a bien un changement qui s'opère sur la seconde particule), je ne peux en tirer plus d'information.

Maintenant, on se place du point de vue de B. il fait sa mesure et trouve 1 (bien entendu puisque A à trouvé 1). et alors?il n'y a aucun transfert d'information dans ce sens non plus. B n'a rien appris sur A (si ce n'est que son photon est dans l'état 1 mais comme on l'a vu, cela n'a rien de paradoxal).

Il est impossible par ce moyen de faire transiter une information (=un message) de l'un vers l'autre. néanmoins, Si j'ajoute la possibilité à A et B de se parler (via un telephone standard par exemple), alors il est possible de faire passer par exemple un message standard de manière "inviolable" (cf cryptographie quantique), mais l'information elle passe bien à une vitesse subluminique.

En esperant que ça t'éclaire un peu. (même si il y a des imprécisions)

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c'est sur cette question non résolue que j'aimerai avoir une discution.
Je crois que seul une vitesse supérieure à la lumière, voir très supérieure, pourrait donner une explication simple et cohérente...

une autre beaucoup plus simple et qui ne viole pas les lois actuelles consiste à dire qu'ils sont émis en même temps

[invité576543]

Pourriez-vous m'expliquer en suivant l'exemple précis ci-dessous:
Avant la mesure du premier photon, les deux photons peuvent être chacun dans l'état 1 où 2. Donc on peut avoir un photon à 1 et l'autre à 2.

Le problème est qu'il n'est pas du tout évident qu'on puisse parler d'un état pour chaque photon.

On est en face d'une contrafactualité : si on pouvait déterminer l'état du photon 1 et l'état du photon 2 avant la mesure alors...

Manque de pot, la prémisse est contrafactuelle (donc possiblement fausse), i.e., on ne connaît aucun moyen de déterminer ces états avant la mesure.

Comme la prémisse est possiblement fausse, et que l'utiliser arrive à "démontrer" des propositions contraires à ce qui semble bien établi, il paraît raisonnable (rasoir d'Ockham) de considérer qu'elle est fausse.

Et évidemment, si on considère qu'elle est fausse, tout raisonnement basé dessus perd toute validité.

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Le problème est qu'il n'est pas du tout évident qu'on puisse parler d'un état pour chaque photon.

On est en face d'une contrafactualité : si on pouvait déterminer l'état du photon 1 et l'état du photon 2 avant la mesure alors...

bonjour,

pour rester dans le domaine des hypotèses :

suposons que les deux photons de spin 1 et -1 émis par une système quantique (j'ai une petite préférence pour dire qu'ils sont émis perpendiculairement à une surface et pour qu'à leur origine la somme des spins soit nulle)

effectivement sans la mesure du spin d'un photon à une distance d, je ne connaitrais jamais la mesure du spin à la distance -d

cordialement

[invité576543]

supposons que les deux photons de spin 1 et -1 émis par une système quantique (j'ai une petite préférence pour dire qu'ils sont émis perpendiculairement à une surface et pour qu'à leur origine la somme des spins soit nulle)

Deux points de vocabulaire :

Un photon est toujours de spin 1.

Ce qu'on sait, conforme à la fois à la théorie et aux observations, est que si on mesure la projection du spin de chacun des photons sur un même axe, alors on trouvera l'un à 1 l'autre à -1, quel que soit l'axe.

[mariposa]

Deux points de vocabulaire :

Un photon est toujours de spin 1.

Ce qu'on sait, conforme à la fois à la théorie et aux observations, est que si on mesure la projection du spin de chacun des photons sur un même axe, alors on trouvera l'un à 1 l'autre à -1, quel que soit l'axe.

Bonjour,

Petite précision de vocabulaire:

La notion de spin est rattachée au symétrie de la sphère cad au groupe SO(3). Le spin S désigne une représentation irréductible du groupe SO(3) cad aux transformations dans un espace vectoriel de dimension 2.S +1. Donc si S = 1 il y a 3 composantes de bases notées par exemple: |1>, |O> et |-1>. C'est par exemple le cas des bosons intermédiaires de l'interaction faibles notés |W+>, [Z°>, |W->.


Par le fait que le photon soit de masse nulle (contrairement aux bosons intermédiaires) la symétrie est cylindrique (l'axe du cylindre, c'est la direction du vecteur d'onde) et on caractérise le photon par l'hélicité (qui remplace la notion de spin). Celle-ci est une représentation irréductible de dimension 2 avec comme tu l'as écris 2 composantes |1> et |-1> et qui correspondent classiquement à la polarisation droite et à la polarisation gauche de la lumière.

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Deux points de vocabulaire :

Un photon est toujours de spin 1.

Ce qu'on sait, conforme à la fois à la théorie et aux observations, est que si on mesure la projection du spin de chacun des photons sur un même axe, alors on trouvera l'un à 1 l'autre à -1, quel que soit l'axe.

bonjour et merci pour la réponse,

pas de soucis pour la correction, je la prends avec plaisir. je n'ai que des connaissances très partielles et beaucoup de lacunes en MQ (idem en relativité et cosmologie même si je progresse)

du coup ça me fait modifier ma proposition pour que ce soit conforme à cette nouvelle connaissance :

pourrait on illustrer cette mesure de projection par le fait que les spins se trouvent chacun sur une face d'un surface (suposée d'épaisseur nulle) ?

cordialement

[belette27]

bonsoir à tous,

Je souhaiterais recentrer cet échange en revenant à l'ennoncé initial de mon problème. Je vais vous le soumettre à nouveau si vous le voulez bien. Le voici point par point.
Il serait très interressant de discuter de la validité de chaque point.
Merci pour vos réponses.

1) Deux photons intriqués sont émis dans deux directions opposées.
2) Les photons se déplacent. Chaque photons peut avoir - idépendament l'un de l'autre - l'état 1 où 0 durant ce déplacement. Nous aurons donc deux photons qui se déplacent avec des états identiques où différents.
3) On mesure au temps t10 le photon 1 et l'on trouve l'état 1.
4) On mesure au temps t12 le deuxième photon et l'on trouve l'état 1 dans 100% des cas.
Conclusion:
5) Avant la mesure les photons avaient la possibilité d'avoir des états différents (50% états identiques et 50% états différents)
6) La mesure a donc infléchi l'état du deuxième photon dans 50% des cas, car il y avait 50% de chance pour que les deux photons soient le même état.
7) les photons ont du échanger pour adopter le même état.
8) Si la distance qui les sépare est suffisante, cet échange doit se faire à une vitesse supérieure à celle de la lumière.

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bonsoir,

je m'excuse si je semble sortir du sujet, en fait j'espère être en plein dedans mais j'avance pas à pas pour éviter de dire trop de grosses bêtises à la fois

cordialement

[Etrange]

Salut,

Dès lors que les photons émis sont intriqués je ne pense pas qu'il soit correct de d'affirmer la proposition (5). S'ils sont intriqués alors ils seront (selon la source) soit toujours dans le même état soit toujours dans un état différent (une fois la mesure effectuée). La mesure sur l'un des photon fixe son état et celui du second photon. Chaque photon passe d'un état de superposition à un état "unique" (0 ou 1).

@+

[Pio2001]

Bonjour,

En imaginant que la vitesse de la lumière n'ait pas de limite, pourrait-on alors expliquer les phénomène observés sur les photons intriqués?????

Oui. C'est l'une des trois issues possibles.

1-La vitesse de la lumière n'a pas de limite (non localité)
2-Certains phénomènes n'ont pas de cause (indéterminisme absolu)
3-Les particules n'existent pas quand elles n'interagissent pas avec leur environnement (anti-réalisme).

L'un des trois au moins est vrai.

[invité576543]

L'un des trois au moins est vrai.

Une sorte de principe du "quart exclu" ?

[Pio2001]

Je crois, Chip confirmera ou non, que dans ce cas, la décohérence est définie pour l'état non séparable comportant les deux particules, et n'est pas définissable pour une des deux particules, puisque celles-ci n'ont pas de fonctions d'onde individuelles.

Pour étudier la décohérence de cet état quantique non séparable, la sonde qui réalise la mesure doit obligatoirement interagir avec les deux particules. Il faut donc l'emmener de l'une à l'autre avant de pouvoir lire le résultat de l'opération.

[Pio2001]

j'avoue que je ne vois pas (du moins pour l'instant) de raison valable pour que ce ne soit pas possible au plan du principe.

On verra bien ce qu'en dit Chip, Damian Calmans Frau ou quelqu'un ayant le même profil professionnel.

En attendant, voici mon pari, basé sur une analogie avec les expériences comportant des gommes quantiques :

La raison pour laquelle cela ne serait pas possible est que pour observer une dynamique de décohérence, il faut faire interagir une sonde (la "souris de Schrödinger", un atome de Rydberg, par exemple) avec le système ("chaton de Schrödinger", les photons dans une cavité micro-ondes, par exemple).
Sachant que l'on provoque la décohérence du système pour l'observer, on connaît son état superposé initial, et ses états propres finaux possibles.
On en déduit des prédictions expérimentales : si j'observe ceci, le système était dans tel état superposé, si j'observe cela ou cela, le système est dans tel ou tel état propre.
D'un point de vue abstrait, le "ceci" doit faire apparaître des interférences entre les états propres.

Et là, avec un système EPR, il y a un problème : il n'y a aucune interférence locale entre les états propres possibles du photon distant. Enfin, à mon avis, par analogie avec le fait que lorsqu'un photon traverse des fentes d'Young, il ne produit jamais de franges d'interférence lorsque sa phase à l'arrivée sur l'écran est en intrication avec celle d'un photon distant (ce qui empèche toute communication supra-luminique dans les expériences à gomme quantique).

Donc à mon avis, on va se retrouver dans une situation du genre "si le photon distant (chaton) a subi une décohérence, alors j'observerai cela ou cela, sinon, je ne sais pas ce que j'observerai, puisque je suis dans l'incapacité de lui attribuer un état", et je parie mes bretelles et un Mars que, tous calculs faits, ce "je ne sais pas quoi" sera exactement identique à "cela ou cela".

Cela me rappelle furieusement mes vaines tentatives de trouver un système intriqué à trois ou quatres particules dans lequel une mesure sur l'une d'entre elles désintriquerait les autres.
J'ai essayé plusieurs fonctions d'onde à spin 1/2, et à chaque fois, les statistiques de corrélation avec ou sans mesures sur la particule tierce étaient les mêmes... jusqu'à ce qu'on me cite sur ce forum l'existence du no-communication theorem, qui implique que c'est toujours le cas. D'ailleurs c'était peut-être toi qui me l'a indiqué.

[mariposa]

Et là, avec un système EPR, il y a un problème : il n'y a aucune interférence locale entre les états propres possibles du photon distant. Enfin, à mon avis, par analogie avec le fait que lorsqu'un photon traverse des fentes d'Young, il ne produit jamais de franges d'interférence lorsque sa phase à l'arrivée sur l'écran est en intrication avec celle d'un photon distant (ce qui empèche toute communication supra-luminique dans les expériences à gomme quantique).

Bonjour,

Un texte comme cela est impropre au langage de la MQ. Quelques remarques:

1- on peut dire qu'un électron est dans un état propre d'un opérateur O. Par contre on ne peut pas dire la même chose d'un photon. Un photon c'est un état propre. On peut le noter par exemple: |1,k> où k désigne un mode propre de la cavité (mode propre au sens classique y compris la polarisation).

Si le photon n'est pas dans un mode propre d'un mode classique, il est peut être dans un état du style:

A|1, ka> + B |1, kb>

2- Un photon ne possède pas de phase. La phase est un concept classique, cad à celui d'une onde classique. Donc une phase d'un photon intriqué avec celle d'une autre n'a vraiment aucun sens même de façon imagée.


quand on s'intéresse a de l'optique quantique il est plus qu'important de jamais de ne pas parler de particules et d'onde. Le seul langage qu'il convient est celui des amplitudes de probabilités des évenements et rien d'autres.

Par exemple la détection c'est l'amplitude de probabilité d'un évenement: le tic à l'instant t au point r.

Le tic c'est la disparition du photon dans l'état précedent et donc une transition vers le vide noté |0> ET l'excitation de l'atome du détecteur d'un état |F> vers un état excité |E>

Quand tu déplaces ton détecteur dans l'espace (ou que tu places des détecteurs en tous points de l'espace) ce que tu observes c'est le module au carré d'une amplitude du style précedent.

Autrement dit tu observes une figure d'interférences entre des amplitudes de probabilité (ce sont des nombres complexes) alors que les interférences classiques se font entre des grandeurs réelles (l'usage éventuel des nombres complexes étant purement technique et non conceptuel).

Comme je sais que tu es investis dans les problèmes d'intrication, de décohérence j'insiste pour dire que l'on doit être très exigeant sur l'utilisation des concepts et outils de la MQ losque l'on interprete des éxpériences de l'optique quantique.

Désolé d'être dure, mais c'est pour te rendre service.

Bon courage.

[Pio2001]

Il n'existe pas (à ma connaissance) de raison évidente s'y opposant.

J'en vois une. Je n'ai pas lu la démonstration du no-communication theorem, mais je pars du principe qu'elle est juste. La prémice essentielle est que le hasard quantique ne soit pas biaisable. Soit.

Le théorème démontre alors que quoi que fasse Alice, Bob n'y verra que du feu.

Une fois que la mesure de polarisation à axe vertical (par exemple) a été réalisée sur le "photon local", la liaison EPR est rompue.

En effet, mais une liaison EPR n'est observable qu'en effectuant des mesures sur la totalité des particules composant le système intriqué.

Démonstration par l'absurde : s'il en était autrement, Bob, Cécile ou Daniel pourraient mesurer le taux de corrélation entre leurs particules. Si l'inégalité de Bell est violée, c'est qu'Alice n'a touché à rien. Si elle ne l'est pas, c'est qu'Alice a mesuré sa particule et brisé l'intrication.
Le no-communication theorem implique que le paramètre de Bell entre Bob, Cécile et Daniel a la même valeur dans les deux cas.
L'un des deux cas étant non intriqué, le paramètre ne viole pas l'inégalité de Bell.
Conclusion : aucun effet d'intrication ne peut être mis en évidence en mesurant les corrélations au sein d'un sous-ensemble de particules (au sens strict) appartenant à un ensemble de particules en intrication EPR élémentaire (non composé de plusieurs sous-ensembles eux-mêmes intriqués).

En recherchant mes notes, je peux éventuellement donner un exemple parlant à trois particules. Selon le choix d'Alice, les fonctions d'onde décrivant les particules de Bob et Cécile sont totalement différentes, en corrélation dans un cas et pas dans l'autre. Mais si on fait la somme de ces deux cas (probabilité d'avoir affaire à telle fonction d'onde, plus probabilité d'avoir affaire à telle autre), on retrouve "comme par magie" les statistiques de mesure données par la fonction d'onde initiale.

Le "photon distant" est alors devenu un photon isolé dans un état de polarisation verticale ou horizontale.

En effet, mais pas n'importe lequel : son état est issu d'un hasard quantique. L'information correspondante est en dehors de son cône de lumière passé. Et son état initial avait une symétrie de rotation parfaite, il faut bien en être conscient.

Si "un peu plus tard" (au sens de la chronologie d'un référentiel qantique privilégié supposé) le "photon distant" passe dans un polariseur distant incliné à + ou - 45° tout le temps, ce photon distant est mis dans un état superposé.

...qui n'est autre qu'un état propre pour une observable différente. Avec la symétrie de rotation initiale et l'absence d'information de Bob, a priori, tous les états pouvaient être définis comme propres ou superposés, au choix.

C'est là tout le paradoxe de la non localité : l'information décrivant l'état complet du photon se trouve en dehors du cône de lumière passé de celui-ci !

Ontologiquement, c'est très gênant. Moi aussi j'ai cherché une explication qui me satisfasse. Tu as trouvé l'idée d'un référentiel privilégié. C'est original. Moi j'ai trouvé sur physicsforums l'idée du collage de copies dans l'interprétation d'Everett (non formalisée à ma connaissance).


Je rappelle la question en suspens de Chaverondier, adressée aux pros : peut-on observer localement la dynamique de décohérence d'un photon EPR ?