Intrication quantique à travers un trou noir.

[rikarena]

Bonjour je suis en licence de physique et je me suis posé une question sur l'intrication. J'ai imaginé quelque chose:

On envoit une particule intriquée à l'intérieur d'un trou noir et on garde l'autre à l'extérieur dans un laboratoire par exemple.


Que va-t-il se passer? J'ai fais quelques hypothèses:

- La particule va se désintègrer?

- La particule va rester bloquée dans un certain état ( désintrication????)

- la particule va continuer de "sentir" l'autre particule?

- la particule du laboratoire va être absorber dans le trou noir à des années lumières?

Ce problême est intéressant car fait intervenir relativité générale et physique quantique.

J'y vais de mon hypothèse personnelle:

Si on considére que la connexion se déroule à des vitesses supérieurs à c ( je ne parle pas de transferts d'informations) logiquement celle-ci devrait perdurer même sous l'horizon du TN.

Peut-être que l'intrication également est insensible à la courbure de l'espace temps...

Mais si la particule se désintègre ou reste bloquée dans un certain état. Alors la particule envoyée dans le trou noir aura changée d'univers.

Si on suit ce raisonnement la démonstration est simple:

Considérons que l'intrication peut subsister en théorie entre les particules sous l'horizon du TN ; mais si celle-ci disparait alors la particule est allée dans un endroit où l'intrication n'est plus possible. Hors par définition elle est possible sous l'horizon, donc la particule n'est plus dans le trou noir.


Voilà.
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[invite06459106]

Bonjour,

Que va-t-il se passer? J'ai fais quelques hypothèses:

Mon sentiment, certainement érroné, c'est qu'il te sera impossible de savoir quoique ce soit, puisqu'impossible de corréler les résultats.Donc, intriquée? décohérée? autres? vu que ta particule est dans le tn....po facile de savoir.(quand on aura une théorie quantique de la gravitation, on pourra supposer par calcul, mais sans observation le "savoir" sera restrictif, amha).
Cordialement,

[rikarena]

Bonjour,

Mon sentiment, certainement érroné, c'est qu'il te sera impossible de savoir quoique ce soit, puisqu'impossible de corréler les résultats.Donc, intriquée? décohérée? autres? vu que ta particule est dans le tn....po facile de savoir.(quand on aura une théorie quantique de la gravitation, on pourra supposer par calcul, mais sans observation le "savoir" sera restrictif, amha).
Cordialement,

Mais justement on a une particule témoin celle qui est restée dans le laboratoire!

[doul11]

Bonjour,

Pour constater la corrélation il faut les deux particules, si tu n'en a qu'une seule a quoi tu la compare ?

[A voir en vidéo sur Futura]

[rikarena]

Bonjour,

Pour constater la corrélation il faut les deux particules, si tu n'en a qu'une seule a quoi tu la compare ?

Tu n'as pas compris. On intrique deux particules entre elles. On sait qu'elles sont intriquées.

On en envoit une dans un trou noir on observe la particule restée au labo. Rien que le fait que rien ne se passe voudrait dire quelque chose.

La particule se désintégre ( sans mesurer son état) ça veut dire également quelque chose.

De plus il serait intéressant de s'interesser mathématiquement au problême en utilisant des théories comme la théorie quantique des champs etc...

Ou Faire des résolutions d'un point de vue de la relativité générale, de la physique quantique non relativiste de les comparer.

D'user d'autres théories comme les cordes.



Je suis sur de tenir quelque chose avec ce problême.

[Magnétar]

Bonsoir,

Le problème pour toi observateur extérieur c'est que de toute façon tu ne verras jamais la particule franchir l'horizon car de ton point de vue il lui faut un temps infini pour le franchir : la question ne se pose plus

[Rincevent]

salut

l'entropie d'intrication (entanglement entropy) est un sujet assez actif, que ce soit avec ou sans trou noir (ou plus précisément horizon car ça marche aussi si l'horizon n'est pas associé à un trou noir). Voir par exemple ici.

[rikarena]

Bonsoir,

Le problème pour toi observateur extérieur c'est que de toute façon tu ne verras jamais la particule franchir l'horizon car de ton point de vue il lui faut un temps infini pour le franchir : la question ne se pose plus

Salut ce n'est pas ça le problême.

Il n'est pas question d'observer les rayonnements issuent de la particule qui va dans le trou noir. Le temps imporpre lié à l'observation serait infini comme tu as dis.

Mais d'étudier la particule intriquée. Et la connexion se ferait à plusieurs fois c d'aprés les physiciens.

Je ne sais même pas si ce phénomêne est sensible à la courbure de l'espace temps dans ce cas même une particule située prés d'une singularité pourrait " communiquer" ( j'ai bien mit ce mot entre guillemet) avec sa particule intriquée.

[doul11]

Tu n'as pas compris. On intrique deux particules entre elles. On sait qu'elles sont intriquées.

c'est moi qui ai rien compris ?

intriqué c'est pas un lien magique "a la vie, a la mort", c'est une corrélation observé a postériori dans une série de mesures. La physique ne fonctionne pas sur des on sait (sous entendus en théorie) mais sur des mesures, en physique c'est l'expérience qui fait la loi !

De plus il serait intéressant de s'interesser mathématiquement au problême en utilisant des théories comme la théorie quantique des champs etc...

Ou Faire des résolutions d'un point de vue de la relativité générale, de la physique quantique non relativiste de les comparer.

D'user d'autres théories comme les cordes.

Et bien "ya plus qu'a", j'attends avec impatience tes calculs théoriques et surtout les mesures expérimentales (surtout sur la particule qui a passé l'horizon du trou noir)

A titre d'information quand même : tu t'engage sur une pente très savonneuse, celle de la gravité quantique, casse tête actuel dans la recherche en physique théorique fondamentale, mais si tu pense arriver a faire mieux que les physiciens vas y !

Je suis sur de tenir quelque chose avec ce problême.

tu crois vraiment que tu est le premier a y penser ? cette question a déjà été posée plusieurs fois sur le forum.

[rikarena]

Deja ne me prends pas de haut à m'expliquer ce qu'est la science ou pas la science. J'ai vraiment horreur de ça.

Aprés oui l'intrication est un phénomêne à la vie à la mort comme tu dis puisque l'entropie d'une particule P1 intriquée avec une P2 se mesure simplement par S de P1.


Aprés je n'ai pas la prétention de résoudre le problême et je ne suis également pas entrain de présenter ma thèse alors pardonne moi mes approximations.

Mais ce problême vaut la peine de s'y interesser alors des gens s'y interessent OK et je voulais savoir ce que vous y pensiez.

[doul11]

Deja ne me prends pas de haut à m'expliquer ce qu'est la science ou pas la science. J'ai vraiment horreur de ça.

Tant mieux !

Aprés oui l'intrication est un phénomêne à la vie à la mort comme tu dis puisque l'entropie d'une particule P1 intriquée avec une P2 se mesure simplement par S de P1.

Non, et c'est là que tu te trompe, c'est l’interprétation que tu en fait a postériori, imagine un procédé quelconque qui émet des paires de particules peut être intriqués, toi tu fait des mesure sur une partie des particule et un collègue fait la mesure sur l'autre partie, tant que tu n'aura pas comparer ta liste de mesures avec celle de ton collègue tu ne peut pas savoir si il y avait intrication ou pas, une mesure sur une particule reste une mesure sur une particule, tu ne peut pas savoir sur le moment si c'est toi qui a fait la mesure en premier ou ton collègue, ça permettrais de communiquer a des vitesses supérieure a 'c' ce qui est interdit par la relativité.

Si tu t’intéresse a ce sujet regarde les interprétations de la mécanique quantique, les théories non-locales, les variables cachées, la violation des inégalités de Bell, le paradoxe EPR et plus généralement le problème de la mesure, il y a pas mal d'articles intéressant sur futura et wikipédia.

[rikarena]

Tant mieux !



Non, et c'est là que tu te trompe, c'est l’interprétation que tu en fait a postériori, imagine un procédé quelconque qui émet des paires de particules peut être intriqués, toi tu fait des mesure sur une partie des particule et un collègue fait la mesure sur l'autre partie, tant que tu n'aura pas comparer ta liste de mesures avec celle de ton collègue tu ne peut pas savoir si il y avait intrication ou pas, une mesure sur une particule reste une mesure sur une particule, tu ne peut pas savoir sur le moment si c'est toi qui a fait la mesure en premier ou ton collègue, ça permettrais de communiquer a des vitesses supérieure a 'c' ce qui est interdit par la relativité.

Si tu t’intéresse a ce sujet regarde les interprétations de la mécanique quantique, les théories non-locales, les variables cachées, la violation des inégalités de Bell, le paradoxe EPR et plus généralement le problème de la mesure, il y a pas mal d'articles intéressant sur futura et wikipédia.

Oui je suis bien d'accord avec toi. On ne peut pas savoir si une particule est intriquée sans avoir fait une mesure au préalable sur des deux particules.

On fait une mesure sur une particule P1 qui a un certain état quantique ( existant avant la mesure où créé par la mesure c'est justement la discussion entre Einstein et les partisans de la MQ) disons un electron de spin 1/2.

; puis on compare sur une autre particule P2. Si on trouve le même état puis qu'on change l'état de P2 et qu'on retrouve le même état par la mesure, on a de grandes probabilités d'avoir deux particules intriquées.


Mais maintenant on sait que les particules sont intriquées et on arrive clairement à les discerner pour ne pas commettre d'erreur.

P1 reste au labo, P2 est envoyée à proximité de l'horizon du TN. On a rien fait de bien méchant pour l'instant. Je ne vois pas pourquoi les particules ne seraient plus intriquées entre elle.


Puis P2 plonge dans le trou noir. P1 est isolée dans le vide quantique.

On peut déja savoir si la particule P1 existe toujours. Si elle se désintègre on peut en conclure également quelque chose.

en tout cas la question est: le passage sous l'horizon a t-il brisé l'intrication?

Jpense qu'en se creusant les méninges on peut arriver à tout du moins une hypothése sans aller faire une mesure dans le trou noir.

[invite06459106]

Re,

Si elle se désintègre on peut en conclure également quelque chose.

Ha bon, quoi?

en tout cas la question est: le passage sous l'horizon a t-il brisé l'intrication?

Et la réponse est que justement tu ne pourra en avoir une qui soit scientifique ( c-a-d validée par l'experience).

Jpense qu'en se creusant les méninges on peut arriver à tout du moins une hypothése sans aller faire une mesure dans le trou noir.

Oui, hypothèse que l'on pourra faire quand on aura une théorie de la gravitation quantique, mais sans validation par l'expèrrience, cela ne restera qu'une hypothèse...
Voici un lien,(que tu connais peut-etre) essaye de transposer ton idée et si tu trouve une solution pour faire une experience....
http://fr.wikipedia.org/wiki/Exp%C3%A9rience_d%27Aspect
Le problème, est que sans expèrience, ce n'est plus de la science, ce qui n'enlève pas l'interet de la question, mais comme tu voulais une réponse, la seule possible, est qu'on ne peut pas savoir.
Cordialement,

[chaverondier]

Bonsoir,
Le problème pour toi observateur extérieur c'est que de toute façon tu ne verras jamais la particule franchir l'horizon car de ton point de vue il lui faut un temps infini pour le franchir : la question ne se pose plus

Toutefois, comme le signale votre remarque, la réponse dépend du référentiel considéré pour définir la simultanéité. Si on considère que la bonne simultanéité pour définir où se trouve la particule jumelle P2 en chute libre quand on fait une mesure sur P1 immobile dans le référentiel de Schwarzschild est celle du référentiel de Schwarzschild, alors, effectivement "quand" on fait la mesure sur P1, même si on attend très très longtemps, P2 n'aura toujours pas franchi l'horizon du trou noir.

Si, au contraire, on pense que le bon référentiel pour définir où se trouve P2 au moment où on réalise la mesure sur P1 est le référentiel de Lemaître, alors il n'en va pas de même. La particule P2 peut très bien être tombée sous l'horizon de Schwarzschild lorsque l'on réalise la mesure quantique sur P1.

Bien que cette question (d'interprétation puisqu'on ne sait pas distinguer une réponse de l'autre par des résultats de mesure pour l'instant) mélange mécanique quantique et gravitation, il semble logique de privilégier l'hypothèse selon laquelle le bon référentiel possède, dans l'espace-temps de Schwarzschild, un maximum de propriétés identiques à celles d'un référentiel inertiel dans l'espace-temps de Minkowski, à savoir être un référentiel

1. en chute libre
2. possédant un feuilletage orthogonal en feuillets 3D feuillets de simultanéité
3. tel que ces feuillets 3D soient séparés par un temps propre identique pour tous les observateurs
4. équivalent à un référentiel inertiel loin de la singularité (là où l'espace-temps de Schwarzschild redevient plat)

Dans l'espace-temps de Minkowski, il y a une infinité de référentiels possédant cette propriété (tous les référentiels inertiels en fait) et on ne peut donc pas savoir quelle est la bonne simultanéité (sauf si on parvient un jour à tirer de l'effet EPR un moyen de transmettre de l'information à vitesse supraluminique, en conflit avec ce que l'on croit possible à ce jour).

Dans l'espace-temps de Schwarzschild, un seul référentiel respecte ces 4 propriétés : le référentiel des observateurs en chute libre radiale partis à vitesse presque nulle très loin de la singularité (le référentiel des observateurs de Lemaître).

Si on considère que ce référentiel (et la notion de simultanéité qui va avec) est le bon, alors les photons tombent à vitesse c+v et remontent à vitesse c-v où v = (2GM/r)^(1/2) (1). Pas étonnant, donc, que les photons éventuellement rayonnés par la particule P2 ne remontent jamais du trou noir pour prévenir l'observateur, au repos dans le référentiel de Schwarzschild, qu'elle a franchi l'horizon du trou noir. Ces photons ont de plus en plus de mal à remonter le "courant d'éther" qui chute à la vitesse v au fur et à mesure que le rayon r où se situe P2 s'approche du rayon de Schwarzschild Rs = 2GM/c^2. Ca ne prouve pas pour autant que P2 n'a pas franchi l'horizon, mais simplement qu'on ne peut pas recevoir d'information permettant de le savoir.

(1) On trouve dans l'espace-temps de Schwarzschild, un effet similaire à l'effet SAGNAC, mais en inversant les directions radiales et circonférentielles. Dans cette analogie, le référentiel de Schwarzschild joue un rôle analogue au référentiel tournant et le référentiel de Lemaître joue un rôle analogue au référentiel inertiel particulier dans lequel l'axe du référentiel tournant est au repos.

Par contre, dans l'espace-temps de Schwarzshild, la contraction de Lorentz des objets au repos dans le référentiel de Schwarzschild s'effectue dans le sens radial. Du coup, la courbure spatiale est positive dans l'espace-temps de Schwarzschild alors qu'elle est négative dans le référentiel tournant.

Enfin, dans l'espace-temps de Schwarzschild, les observateurs de Schwarzchild vieillissant le plus lentement sont les observateurs les plus proches de la singularité. Les observateurs de Lemaître vieillissent au contraire tous à la même vitesse (comme les observateurs au repos dans un référentiel inertiel) mais il vaut mieux qu'ils ne naissent pas trop près de l'horizon de Schwarzschild (sinon leur vie est courte).

[Pio2001]

Et la réponse est que justement tu ne pourra en avoir une qui soit scientifique ( c-a-d validée par l'experience).

Bonjour,
Ne peut-on pas faire l'expérience à l'intérieur du trou noir ? On recevrait alors les informations concernant les mesures faites sur la particule restée dehors, et on pourrait les comparer à celles obtenues sur place.

[obi76]

Et tu fais comment pour connaître le résultat de cette expérience, tu rentres dans le trou noir aussi ?

[Magnétar]

Bonsoir,

Il n'est pas question d'observer les rayonnements issuent de la particule qui va dans le trou noir

J'ai bien compris.

Le temps imporpre lié à l'observation serait infini comme tu as dis.

Ce n'est pas ce que j'ai dit.

On en envoit une dans un trou noir on observe la particule restée au labo

Cette expérience n'est pas possible en un temps fini. Le problème précis de ton idée c'est "On en envoie une dans le trou noir" + "on observe la particule resté au labo". A part si le labo suit la particule que tu envoies dans le trou noir (et tu seras d'accord pour dire que ce serait beaucoup moins intéressant), c'est impossible en un temps inférieur à pour la personne qui observe la particule dans le labo, donc à moins que tu ne trouves un observateur qui puisse tenir plus longtemps que ça...

Ne peut-on pas faire l'expérience à l'intérieur du trou noir ? On recevrait alors les informations concernant les mesures faites sur la particule restée dehors, et on pourrait les comparer à celles obtenues sur place.

Oui mais du coup pour communiquer les résultats de ton expérience au reste de l'humanité et ainsi faire progresser la connaissance tu risques d'avoir des problèmes.

[Pio2001]

Oui mais du coup pour communiquer les résultats de ton expérience au reste de l'humanité et ainsi faire progresser la connaissance tu risques d'avoir des problèmes.

Pas de problème : j'embarque l'humanité avec moi dans le trou noir

Avec laboratoires, universités, bibliothèques et tout et tout. On se construira un savoir depuis l'intérieur.
Il ne durera pas très longtemps, mais le temps qu'il durera, il sera aussi valable qu'un autre.