Décohérence et réduction du paquet d'ondes

[invitec913303f]

Bonsoir,

2 particules certes, mais intriquées, et donc constituant un seul système.


Je ne suis pas expert, mais l'auto-interférence avec un seul photon, se manifeste par le fait que l'impact du photon, avec la plaque photographique, va se faire à des endroits spécifiques correspondant à une figure d'interférence, et non pas selon une trajectoire rectiligne.
C'est donc bien que le seul et unique photon, dans sa phase non-localisée, va emprunter tous les chemins possibles et produire ainsi la figure d'interférence.
En recommençant dans les mêmes conditions l'expérience un grand nombre de fois, la figure d'interférence va à nouveau apparaitre.

Cordialement,

Endroits spécifique qui correspondant aux amplitudes de probabilités de réduction du paquet d'onde. Oui tu veux dire par là que l'auto interférence se manifeste dans le fait que le photon apparaîtra sur un point qui ne suit pas une ligne droite.

non rien à voir, revois cette expérience, avec un seul photon on retrouve bien une figure d'interférence, c'est le fait, je le répète, que le photon intéragisse avec lui-même, en fait ce sont les fonctions d'onde de ses différents états (le photon passe dans la fente de droite, ou le photon passe dans la fente de gauche) qui interfère les unes avec les autres, bref aucun rapport avec l'héritage traditionnel de l'optique classique...

On est d'accord mais ce que j'ai voulu dire c'est qu'avec un seul photon n'aura pas une figure d'interférences comme tu l'aurais avec un faisceau lumineux. Tu aura seulement un point. Mais autant pour moi, je n'avais pas bien compris ce que tu disait et je me suis mal expliqué.
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[invitea379adb3]

Oui : http://actualite.portail.free.fr/tec...que-14-qubits/

en effet, à un seul endroit dans l'article est évoqué une intrication d'électrons... la pô compris comment c'est possible... quelqu'un peut me l'expliquer?

par contre, une intrication d'atomes ou d'ions, ça me choc pas du tout du moment que ces atomes sont des bosons...

[doul11]

Pourquoi les fermions ne pourrais pas être intriqués ? c'est pourtant bien la cas :

http://forums.futura-sciences.com/ph...artie-2-a.html

http://www.scribd.com/doc/54225108/1...%99intrication

http://fr.wikipedia.org/wiki/Princip...ique_quantique

[invitec913303f]

Hum, un troupeau d'electrons dans le même état quantique, pardonne moi mais j'ai de sérieux doutes... en vertu du principe d'exclusion de Pauli, qui interdit à tout fermion (comme l'éléctron) de se trouver dans le même états quantique, ce qui est en revanche possible pour un boson comme le photon qu'on utilise pour les expériences d'intrication quantique ou les condensats de bose-einstein...
mais je peux me tromper

Alors je dis probablement une grosse bêtises mais:

=> Dans le même état quantique au même endroit !

Avant qu'il y ai réduction du paquet d'onde, on ne peut pas dire qu'ils sont à un endroit. Il me semble.

[invitea379adb3]

ok je pense comprendre, on peut intriquer 2 electrons, ils sont dans le même état, la seule chose qui change c'est la position, donc non Floris pas au même endroit, et là je suis formel
cela implique donc que la position est un des paramètres d'un état quantique, au même titre que le spin, la charge etc, chose que je ne savais pas, ou alors j'ai rien compris....

[doul11]

Au même endroit pour des particules délocalisées ?

Pour des électrons autour d'un atome c'est un même endroit, la position ne fait pas partie du nombre quantique et on a l'exclusion de Pauli car les électrons sont intriqués.


http://fr.wikipedia.org/wiki/Case_quantique

http://fr.wikipedia.org/wiki/Nombre_quantique

[invitec913303f]

ok je pense comprendre, on peut intriquer 2 electrons, ils sont dans le même état, la seule chose qui change c'est la position, donc non Floris pas au même endroit, et là je suis formel
cela implique donc que la position est un des paramètres d'un état quantique, au même titre que le spin, la charge etc, chose que je ne savais pas, ou alors j'ai rien compris....

Oulala oui pardon effectivement je voulais dire, pas au même endroit.

[invitea379adb3]

Mais tu es tout excusé mon cher Floris!!7
Non décidément c'est pas facile ces domaines de la physique, plus j'en apprend plus j'ai l'impression que je n'entrave rien à rien...

[invitea379adb3]

Au même endroit pour des particules délocalisées ?

Pour des électrons autour d'un atome c'est un même endroit, la position ne fait pas partie du nombre quantique et on a l'exclusion de Pauli car les électrons sont intriqués.

au même endroit certes, mais pas dans le même état quantique, le spin change pour 2 électrons sur la même orbitale
en revanche je ne comprend pas ce que tu veux dire dans la seconde partie de ta phrase: la position ne fait pas partie du nombre quantique, ça ok je veux bien, mais on a l'exlusion de pauli car les électrons sont intriqués, je vois pas bien le rapport

[invite93279690]

Ces franges d'interférence disparaissent dès que l'on effectue une mesure, ce qui me ramène vers ma dernière question qui est de savoir s'il s'agit là d'une réduction du paquet d'onde

Je pense que oui ça peut être vu comme une réduction du paquet d'onde. En tout cas la situation est analogue à une manip EPR où Bob a mesuré l'état de son photon (qui a conduit à une réduction du paquet d'onde donc) et où il ne reste plus qu'à Alice de faire de même pour son partenaire intriqué. A cause de la mesure de Bob, les résultats d'Alice seront obligatoirement en coincidence avec ce qu'il a mesuré.
Dans l'experience des deux fentes c'est pareil : Bob, au niveau des fentes, bloque une des fentes pour savoir combien de photons sont passés par là, et Alice regarde quel est le pattern qui va apparaitre sur l'écran.

[invitec913303f]

Mais quelque chose me chiffonne,

Le franches d'interférences on les voit ! Elle sont par conséquent le fruit de la réduction du paquet d'onde de touts les photons. Je dirai au contraire qu'elle apparaissent lorsque l'on fais des mesures

Si j'ai un photon, j'aurais certes une auto interférence mais je n'aurai pas de franges. Lorsqu'il y aura réduction du paquet d'onde, j'aurai un point. Enfin sa tout le monde le sais déjà je pense mais. Bon je vais peut être me faire détester.

[invitea379adb3]

Mais quelque chose me chiffonne,

Le franches d'interférences on les voit ! Elle sont par conséquent le fruit de la réduction du paquet d'onde de touts les photons. Je dirai au contraire qu'elle apparaissent lorsque l'on fais des mesures

en fait, c'est à peu près tout le contraire, s'il ya réduction, on ne voit pas de franges, qui sont le signe d'une interférence, mais un seul "impact" sur le tableau. Ces franges disparaissent donc dès qu'on effectue une mesure.

[invitec913303f]

en fait, c'est à peu près tout le contraire, s'il ya réduction, on ne voit pas de franges, qui sont le signe d'une interférence, mais un seul "impact" sur le tableau. Ces franges disparaissent donc dès qu'on effectue une mesure.

Ben non, les franche apparaissent petite à petit au fire et a mesure que des photon entre en décohérence. Cf expérience Alain Aspect:

http://www.youtube.com/watch?v=Cg7jM...eature=related
Vers 8 minutes dans la vidéo, Aspect montre que les franges sont formé de plusieurs points, cad de l'ensemble de toutes les réduction de chaque photon.

Pas d'accord?
Enfin désolé si je perturbe la discussion, faut pas hésiter à me le dire.

[invite93279690]

Mais quelque chose me chiffonne,

Le franches d'interférences on les voit ! Elle sont par conséquent le fruit de la réduction du paquet d'onde de touts les photons. Je dirai au contraire qu'elle apparaissent lorsque l'on fais des mesures

Si j'ai un photon, j'aurais certes une auto interférence mais je n'aurai pas de franges. Lorsqu'il y aura réduction du paquet d'onde, j'aurai un point. Enfin sa tout le monde le sais déjà je pense mais. Bon je vais peut être me faire détester.

Mais ça dépend juste de ce que tu mesures...il ne suffit pas de dire "mesure "pour que les franges disparaissent.
Effectivement l'écran mesure la position du photon et en ce sens il y a une réduction du paquet d'onde (quoique l'état du photon après mesure n'est pas très mesurable) et statistiquement, si on préserve l'intrication entre les chemins passant par les deux fentes on observera l'apparition de franges d'interference.
Ce qu'il se passe avec une mesure au niveau des fentes, c'est qu'on supprime les correlations qui existaient entre les chemins passant par les deux fentes en en bloquant une des deux : au lieu de mesurer une probabilité de taper en un point de l'écran, on en vient alors à mesurer la probabilité conditionnelle de taper en un point de l'écran sachant qu'une des fentes est obstruée.
Il n'y a pas de raison a priori pour que la figure observée à l'écran soit la même que la probabilité totale.

[Amanuensis]

Effectivement l'écran mesure la position du photon et en ce sens il y a une réduction du paquet d'onde (quoique l'état du photon après mesure n'est pas très mesurable)

Point intéressant en lui-même, d'ailleurs. Ce qui est réduit, c'est l'état de "écran + champ EM", et la réduction se traduit par le nouvel état "écran avec tache + champ' EM" , avec comme différence entre champ' et champ un "photon". Non ?

Il y a au passage une question indirecte : quand on parle de l'état d'un photon, parle-t-on d'autre chose que l'état du champ EM ? Si oui, de quoi précisément ?

[invite93279690]

Point intéressant en lui-même, d'ailleurs. Ce qui est réduit, c'est l'état de "écran + champ EM", et la réduction se traduit par le nouvel état "écran avec tache + champ' EM" , avec comme différence entre champ' et champ un "photon". Non ?

Oui tu as raison ça fait un peu plus de sens dit comme ça.

Il y a au passage une question indirecte : quand on parle de l'état d'un photon, parle-t-on d'autre chose que l'état du champ EM ? Si oui, de quoi précisément ?

Bonne remarque également. "L'état" du photon pour une expérience de type fentes d'Young correspond souvent à la position éventuelle de la tache sur l'écran et au trou (1 ou 2) par lequel il est passé (ce sont les deux observables les plus habituelles dans ce type de manip).
L'état est donc décrit de façon très pragmatique :

Ce sont donc des états de trajectoires en quelque sorte.
D'un point de vue physique, l'écran n'apparait pas directement dans cette formulation et les propriétés physiques de la particule (comme sa longueur d'onde par exemple) doivent être déjà inclus dans les coefficients et , tout comme la géométrie du problème d'ailleurs.
Je ne pense pas que les kets aient une expression plus détaillée mais en revanche les amplitudes calculées à partir des kets (en leur appliquant un bra) sont sans doute données par une intégrale de chemin avec un certain type de contraintes.

[invite93279690]

Salut à tous,

Juste pour souligner ce lien récent
XXXXXXXXXX lien supprimé XXXXXXXXXXX
vers une revue/livre de Armen E. Allahverdyan, Roger Balian et Theo M. Nieuwenhuizen sur une rationalisation de la mesure quantique par la physique statistique quantique.

Bonne lecture !

[Amanuensis]

Lien pour abonnés seulement...

[invite93279690]

Lien pour abonnés seulement...

Oups non ce n'est juste pas le bon lien pardon
http://arxiv.org/abs/1107.2138

[obi76]

Oups non ce n'est juste pas le bon lien pardon
http://arxiv.org/abs/1107.2138

Je supprime l'autre.

Pour la modération,

[chaverondier]

Le bon lien :
Understanding quantum measurement from the solution of dynamical models
Armen E. Allahverdyana, Roger Balian, Theo M. Nieuwenhuizen
http://arxiv.org/abs/1107.2138

C'est le document le plus complet (et le plus convaincant) que j'ai jamais pu parcourir sur le sujet de la mesure quantique depuis que je cherche à comprendre ce sujet (à ce jour, je doute qu'on puisse trouver mieux). Avec plusieurs thèses du laboratoire Kastler Brossel sur les expériences en cavité microondes, ça me semble constituer un élément incontournable de la bibliographie à assimiler quand on souhaite comprendre ce sujet ou travailler sur des questions connexes (1). Grand merci GATSU.

(1) J'ai le sentiment, à tort ou à raison, qu'on n'est pas à l'abri des surprises que peut amener la poursuite de travaux sur des sujets reliés à la dynamique (et à la thermodynamique) de la mesure quantique.

[invite6754323456711]

(1) J'ai le sentiment, à tort ou à raison, qu'on n'est pas à l'abri des surprises que peut amener la poursuite de travaux sur des sujets reliés à la dynamique (et à la thermodynamique) de la mesure quantique.

Collège de physique et ... :

Ce qui m’a beaucoup frappé, c’est de voir émerger un accord plus large aujourd’hui que jamais auparavant, autour de ce que j’appellerai une interprétation anti-réaliste de la physique quantique. L’idée est que la théorie quantique n’est pas une représentation directe et univoque du monde. Il est vrai que plusieurs symboles de cette théorie ont reçu un nom évocateur d’une représentation, comme le « vecteur d’état » censé représenter l’état d’un système ; censé représenter, si on prend au sérieux la sémantique du mot « état », quelque chose qui est intrinsèque au système. Mais justement, dans la conférence d’Edouard Brézin, j’ai lu un certain nombre de nuances importantes qui mettent directement en cause cette conception standard du vecteur d’état. Par exemple, Edouard Brézin s’est demandé si on ne pouvait pas dire que l’état quantique est l’expression de notre connaissance plutôt que l’expression d’une caractéristique intrinsèque des systèmes. Il a cité à cet égard Rudolf Peierls qui aurait lui aussi émis une telle proposition, en l’offrant comme une solution du problème de la mesure.

Patrick

[obi76]

C'est le document le plus complet (et le plus convaincant) que j'ai jamais pu parcourir sur le sujet de la mesure quantique depuis que je cherche à comprendre ce sujet (à ce jour, je doute qu'on puisse trouver mieux). Avec plusieurs thèses du laboratoire Kastler Brossel sur les expériences en cavité microondes, ça me semble constituer un élément incontournable de la bibliographie à assimiler quand on souhaite comprendre ce sujet ou travailler sur des questions connexes (1). Grand merci GATSU.

(1) J'ai le sentiment, à tort ou à raison, qu'on n'est pas à l'abri des surprises que peut amener la poursuite de travaux sur des sujets reliés à la dynamique (et à la thermodynamique) de la mesure quantique.

Je l'ai rajouté dans la bibliothèque. je pense que je vais m'occuper de la remettre à jour et au propre.

[invite93279690]

Collège de physique et ... :
Patrick

Finalement , on en revient à l'école de Copenhague non ?

[invite6754323456711]

Finalement , on en revient à l'école de Copenhague non ?

Dans un sens il semblerait que oui. La MQ est avant tout une physique prédictive, plutôt qu'une physique descriptive pour décrire les phénomènes "comme si". Maintenant reste toujours ouvert le vide épistémologique de son interprétation. MMS c'est intéressé à une démarche qui ne vise pas une interprétation à partir du formalisme mathématique de la MQ, mais une interprétation qui vise à comprendre la construction de ce formalisme. Cela diffère de la démarche de Copenhague. Il faut attendre un consensus.

Patrick

[chaverondier]

Collège de physique et ... .

Ce qui m’a beaucoup frappé, c’est de voir émerger un accord plus large aujourd’hui que jamais auparavant, autour de ce que j’appellerai une interprétation anti-réaliste de la physique quantique. L’idée est que la théorie quantique n’est pas une représentation directe et univoque du monde. Par exemple, Edouard Brézin s’est demandé si on ne pouvait pas dire que l’état quantique est l’expression de notre connaissance plutôt que l’expression d’une caractéristique intrinsèque des systèmes.

Je comprends bien dans quelle mesure les prédictions de la mécanique quantique sont liées à un appareil de mesure, etc. Il n’empêche que, quand on fait, par exemple, une expérience de collision, comme vous l'évoquiez à l’instant, le résultat de la prédiction est très dépendant de savoir si les particules qui se rencontrent ont un spin entier ou demi-entier, ce qui me semble être l’archétype de la propriété intrinsèque et de la réalité intrinsèque d’une particule.

Autre exemple de changement de propriété ne pouvant s'interpréter comme un changement dans la seule connaissance d'un observateur (moins intrinsèque que l'exemple du spin entier ou demi-entier évoqué par JM Raimond mais instructif quand même) :

Jean Michel a préparé, dans son labo sécurisé contre toute intrusion indésirable, un ensemble d'électrons dans un état de spin vertical up. Pour les besoins de cette expérience de pensée (à la Bohr/Einstein), les électrons sont supposés indéfiniment maintenus dans cet état de spin (par un système de correction d'erreur vraiment très performant ).

Jean Michel signale (à Michel) l'état de spin vertical up de l'ensemble d'électrons en question changeant ainsi sa connaissance de l'état de spin des électrons. Jean Michel demande ensuite à Michel de ne surtout pas toucher à sa préparation car, dit-il, il a besoin de conserver les électrons dans cet état de spin pour des raisons qu'il ne lui donne pas. Jean Michel sait bien, lui, que si Michel fait des mesures de spin sur ses électrons, cela va changer leur état et pas la seule connaissance de Michel. Michel donne son accord.

Michel, le seul à part Jean Michel à posséder le code d'accès au labo, décide toutefois, sans que Jean Michel le sache (et en violation de cet accord) :

1/ d'abord de mesurer le spin vertical de ces électrons. Il trouve qu'ils ont tous un spin vertical up. Bref, le changement dans la connaissance de Michel, induit par ce que lui a dit Jean Michel quant au spin vertical up dans lequel ces électrons ont tous été préparés, se manifeste bien par un accord avec ses résultats de mesure de spin.

2/ ensuite, toujours en cachette de Jean Michel, Michel décide de mesurer le spin horizontal de tous les électrons. Evidemment, les électrons changent immédiatement d'état de spin. Ils se mettent tous dans un état de spin horizontal. Une moitié d'entre eux se met dans un état de spin horizontal droit, une autre moitié se met dans un état de spin horizontal gauche. Pas grave se dit Michel, le changement de leur vecteur d'état représente seulement un changement dans ma connaissance et pas dans la connaissance de Jean Michel. Jean Michel n'en saura donc jamais rien. Il sort ensuite du labo, l'esprit tranquille, en faisant attention à ne pas laisser de trace visible de son passage dans le labo.

Que se passe-t-il quand Jean Michel revient dans son laboratoire et, méfiant, mesure le spin vertical de son ensemble d'électrons ? Adoptons un point de vue anti-réaliste. Les électrons doivent tous avoir conservé (pour Jean Michel) un spin vertical up puisque le changement d'état de spin des électrons (quand Michel a fait en cachette ses mesures de spin horizontal) s'est traduit par un changement de la seule connaissance de l'observateur Michel (et pas de celle de Jean Michel tenu dans l'ignorance des cachotteries de Michel). Bon, bon...

Jean Michel sort de son labo, pas très content. Il demande à Michel pourquoi il n'a pas respecté leur accord. Michel se demande encore qui a vendu la mèche

[invite6754323456711]

Jean Michel sort de son labo, pas très content. Il demande à Michel pourquoi il n'a pas respecté leur accord. Michel se demande encore qui a vendu la mèche

Michel est bien conscient que solipsisme est une position intenable tout comme le réalisme naïf. Il sait que nos connaissance se construisent sur des analyses d'interaction (expérience-conception) et qu'il faut une mesure (dicté par la théorie et donc notre conceptualisation) pour prendre conscience des propriétés de l'interaction. Si Jean Michel n'est pas content c'est qu'il a fait des mesures. Sans aucune mesure pas de résultat. Ce qui cherche à exprimer c'est qu'une réalité extérieure à toute conscience, pour en prendre acte, ne nous est pas accessible. Qu'il est fort possible qu'il y est différentes réalités, mais les seules réalités qui nous sont accessibles sont celle que nous concevons depuis l’intérieur du monde, c'est à dire suite à nos prises de consciences et donc de conceptualisation des interactions avec l'univers auquel nous faisons partie. Des objets en soi extérieur à nos conscience nous seront à tout jamais inconnu (nous ne disposerons d'aucun élément pour les décrire), même le "comme si" ne fonctionne plus.

Patrick

[chaverondier]

Il faut une mesure (dictée par la théorie et donc notre conceptualisation) pour prendre conscience des propriétés de l'interaction.

Tel que formulé, ce point de vue me semble accorder une importance centrale à la conscience tout en considérant que, quand on réalise une mesure, on obtient une information sur l'interaction avec quelque chose. Il s'agit donc d'un point de vue réaliste (additionné d'une remarque attribuant un rôle décisif à la conscience).

Un point de vue vraiment anti-réaliste consisterait à dire : il faut une mesure pour...recueillir une information sur rien du tout, une information c'est tout.

[invite6754323456711]

Tel que formulé, ce point de vue me semble accorder une importance centrale à la conscience tout en considérant que, quand on réalise une mesure, on obtient une information sur l'interaction avec quelque chose. Il s'agit donc d'un point de vue réaliste (additionné d'une remarque attribuant un rôle décisif à la conscience).

Un point de vue vraiment anti-réaliste consisterait à dire : il faut une mesure pour...recueillir une information sur rien du tout, une information c'est tout.

La réponse de Michel :

Michel Bitbol. Je trouve que ce n’est pas mal du tout. En tout cas, cela nous offre une vision de rechange plausible de l’extériorité. Kant, d’ailleurs, avait anticipé Schopenhauer lorsqu’il écrivait une très belle phrase isolée et pleine de perplexité dans sa Critique de la raison pure.
Cette phrase, que j’ai notée avec beaucoup de passion et que j’ai commentée dans mon livre De l’intérieur du monde, est la suivante : « (...) concertant un tel noumène, nous ne connaissons pas du tout s’il se trouve en nous ou encore hors de nous (...) »1. Bien sûr, pense Kant, la chose en soi « nouménale » (au sens où elle est seulement pensée comme un concept-limite) pourrait nous être extérieure au sens traditionnel, essentiellement spatial ; mais elle pourrait aussi bien être un simple prolongement de nous-mêmes, qui nous excède de toutes parts et qui manifeste par cet excès que nous ne sommes pas seuls, que nous n’enfermons pas tout ce qui est dans les bornes de notre conscience. Donc, on ne tombe pas dans le solipsisme, mais on ne pose pas non plus d’extériorité au sens banal du terme, on ne pose pas une complète séparation de ce qu’il y a vis-à-vis de nous.

Patrick

[chaverondier]

La réponse de Michel

Tel que présenté, ce point de vue ressemble à des questions de goût sans impact direct sur la physique elle-même, c'est à dire sur ce qui est mesurable. Or, à mon avis, ces questions d'interprétation ne sont pas vraiment de pures questions d'interprétation. En effet, certaines affirmations sont réfutables. En particulier, dire que la fonction d'onde n'est pas mesurable n'est pas une interprétation, c'est une hypothèse (dont la remise en cause remettrait en cause pas mal de conclusions jugées solides). J'ai cependant un doute quant à la compatibilité de cette hypothèse vis à vis d'autres parties de la mécanique quantique.

En particulier, entre deux familles disons d'électrons

• la famille 1 dans laquelle une moitié des électrons est dans un état de spin vertical up et l'autre dans un état de spin down
• la famille 2 dans laquelle une moitié des électrons est dans un état de spin horizontal droit et l'autre dans un état de spin gauche

on ne doit pas être capable de savoir quelle est la famille 1 et quelle est la famille 2 (dans le cas inverse, beaucoup d'affirmations anti-réalistes tombent).

J'ai un doute quand à la démonstration qui donne à la conclusion ci-dessus le caractère d'une impossibilité de principe et je me demande s'il n'existe pas un protocole expérimental la mettant en défaut. Un tel questionnement m'intéresse car il sort de considérations d'interprétation pure (non réfutables) pour rentrer vraiment dans le domaine de la physique.