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Expérience de "gomme quantique" à choix retardé et paradoxe temporel



  1. #1
    ChrisLB9

    Expérience de "gomme quantique" à choix retardé et paradoxe temporel

    Bonjour à tous,

    Ma question concerne un article de vulgarisation donnant comme exemple une expérience de gomme quantique à choix retardé :
    http://atom.physics.calpoly.edu/opti...er/qeraser.pdf page 95 le cadre de droite.

    Il est dit que lorsque la lentille, qui est ici la "gomme quantique", est absente, au niveau de l'écran les interférences sont absentes car la source de lumière du haut interagit avec la lumière passant par les fentes, rendant potentiellement possible une détection du chemin emprunté par chaque photon (fente du haut ou fente du bas) par exemple en plaçant un détecteur à l'endroit indiqué sur le schéma.

    Lorsque la lentille est mise en place, les 2 faisceaux se "confondent" (je ne connais pas le terme à employer) rendant impossible la détection du chemin emprunté, et les interférences sont alors visibles sur l'écran.

    Ma question est la suivante : imaginons une expérience dans laquelle le chemin entre les fentes et le détecteur du bas est très supérieure à la distance entre les fentes et l'écran. Comme la lentille peut être placée après la matérialisation du photon sur l'écran, envoyons un groupe de photons (faisceau lumineux) :
    - dans le cas où des interférences sont détectées sur l'écran, ne mettons pas la lentille en place
    - dans le cas où il n'y a pas d'interférence, on place la lentille

    Dans les 2 cas nous obtenons un paradoxe.

    Cette expérience de pensée est-elle correcte ?

    Merci d'avance pour vos réponses.

    -----


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  3. #2
    phys4

    Re : Expérience de "gomme quantique" à choix retardé et paradoxe temporel

    Citation Envoyé par ChrisLB9 Voir le message

    Il est dit que lorsque la lentille, qui est ici la "gomme quantique", est absente, au niveau de l'écran les interférences sont absentes car la source de lumière du haut interagit avec la lumière passant par les fentes, rendant potentiellement possible une détection du chemin emprunté par chaque photon (fente du haut ou fente du bas) par exemple en plaçant un détecteur à l'endroit indiqué sur le schéma.

    Lorsque la lentille est mise en place, les 2 faisceaux se "confondent" (je ne connais pas le terme à employer) rendant impossible la détection du chemin emprunté, et les interférences sont alors visibles sur l'écran.
    Bonjour.
    En consultant le lien, je me suis aperçu qu'il s'agit d'interférences de particules. Votre explication ne fonctionne pas avec des photons, car il n'y a pas d'interaction entre photons. La lumière du haut n'efface pas les interférences faites par la lumière.

    Ma question est la suivante : imaginons une expérience dans laquelle le chemin entre les fentes et le détecteur du bas est très supérieure à la distance entre les fentes et l'écran. Comme la lentille peut être placée après la matérialisation du photon sur l'écran, envoyons un groupe de photons (faisceau lumineux) :
    - dans le cas où des interférences sont détectées sur l'écran, ne mettons pas la lentille en place
    - dans le cas où il n'y a pas d'interférence, on place la lentille

    Dans les 2 cas nous obtenons un paradoxe.

    Cette expérience de pensée est-elle correcte ?
    C'est vraiment pas clair, pourriez vous faire un ou deux dessins de votre expérience?
    Le terme matérialisation du photon est mal choisi, il vaudrait mieux écrire capture ou absorption.
    Comprendre c'est être capable de faire.

  4. #3
    ChrisLB9

    Re : Expérience de "gomme quantique" à choix retardé et paradoxe temporel

    Merci pour votre réponse.

    Effectivement j'ai fait une erreur il s'agit bien d'interférences de particules, je ne savais pas qu'il n'y a pas d'interférences entre photons, donc déjà j'ai appris quelque chose !

    J'ai fait un schéma que j'ai mis en pièce jointe. Je ne sais pas si c'est une expérience réalisable car la distance 'A' doit être suffisamment importante pour que tous les évènements suivants se produisent AVANT que les photons n'aient le temps de parcourir le chemin entre la source de photons et le détecteur :
    - un paquet de X particules sont envoyées, X étant un nombre de particules suffisant pour déterminer par la suite s'il y a formation d'une figure d'interférences ou pas
    - les X particules sont capturées par l'écran
    - le système en 'B' analyse si les X particules ont formées une figure d'interférences ou pas
    - en fonction de cela le système en 'B' donne l'instruction de placer la lentille ou de ne pas la placer selon les critères écrits dans mon message précédent
    - la lentille est placée à l'emplacement indiqué sur le schéma ou pas en fonction de l'instruction précédente

    Quand les photons (ou plutôt les ondes de probabilité de présence des photons) qui ont interagi avec les X particules arrivent au niveau de l'emplacement où se trouve potentiellement la lentille, 2 cas possibles :
    - si au niveau de l'écran il y a eu une figure d'interférences, cela a entraîné la décision de ne pas placer la lentille, elle n'est donc pas présente et il ne devrait donc pas y avoir de figure d'interférences -> paradoxe
    - si il n'y a pas eu figure d'interférences, cela a entraîné la décision de ne placer la lentille, elle est donc présente, elle "efface" l'information du chemin emprunté par les particules et il devrait donc y avoir une figure d'interférences -> paradoxe

    En ce qui concerne les miroirs que j'ai placés, je n'ai aucune idée des systèmes utilisés pour prolonger et diriger des faisceaux lumineux sans les perturber (fibre optique ?) donc il y a sûrement mieux, comme pour tout le reste de l’expérience d'ailleurs, mais le but est de montrer mon idée et de permettre de trouver la faille dans mon raisonnement.
    Images attachées Images attachées

  5. #4
    phys4

    Re : Expérience de "gomme quantique" à choix retardé et paradoxe temporel

    Bonjour,

    Ce n'est pas encore tout à fait.
    Il y a deux systèmes d'interférence, l'interférence 1 des particules, et l'interférence 2 des photons ensuite.
    Il sont produits par la même mire, un réseau par exemple. Pourquoi ne sont ils pas indépendants ?
    Si l'interaction est si forte que les particules sont trop déviées pour former une interférence 1 il se pourrait que l'interférence 2 ne se produise pas non plus, mais quel est le rôle joué par la lentille?
    L'effet ne dépend pas du fait que quelqu'un regarde ou ne regarde pas les interférences !
    Comprendre c'est être capable de faire.

  6. #5
    ChrisLB9

    Re : Expérience de "gomme quantique" à choix retardé et paradoxe temporel

    Je crois qu'il faut d'abord que je comprenne bien l'expérience décrite à la page 95 du document. Dans le 2ème schéma de la page, il est dit : "for example, a photon of light might scatter from the particle and reveal that it went through the right-hand slit". Je n'ai pas bien compris le terme "scatter", cela veut-il dire que le photon interagit avec une particule ? Toutes les particules passant par les fentes interagissent avec au moins un photon provenant de la source du haut ?

    mais quel est le rôle joué par la lentille?
    Sur mon schéma elle joue le même rôle que celle du schéma en page 95 du document, elle "efface" l'information de chemin pour qu'il y ai un schéma d'interférences au niveau de l'écran.

    L'effet ne dépend pas du fait que quelqu'un regarde ou ne regarde pas les interférences !
    Si vous parlez des interférences apparaissant sur l'écran, le but de mon expérience est justement de créer un lien de cause à effet entre l'évènement "Apparition ou non apparition d'interférences sur l'écran" et "Présence ou non de la lentille (gomme quantique)", dans le but de créer une situation paradoxale.

  7. A voir en vidéo sur Futura
  8. #6
    mach3

    Re : Expérience de "gomme quantique" à choix retardé et paradoxe temporel

    Effectivement j'ai fait une erreur il s'agit bien d'interférences de particules, je ne savais pas qu'il n'y a pas d'interférences entre photons, donc déjà j'ai appris quelque chose !
    non, la remarque de phys4 n'est pas qu'il n'y a pas d'interférences entre photons, mais que vous ne pouvez pas détecter par quel fente passe un photon à l'aide d'un autre photon : ils vont se croiser sans se perturber.
    Par contre vous pouvez très bien détecter par quel fente passe une particule (chargée ou contenant des constituants chargés) avec un photon car celle-ci va diffuser (scatter en anglais, ça répond à votre question) le photon.

    Mon humble avis sur l'expérience que vous proposez:
    que l'on regarde ou non les photons diffusés, le fait est qu'ils auront diffusé et donc perturbé les particules. Il n'y aurait donc pas d'interférences que l'ont mette la lentille ou pas.

    Mais bon, ce n'est que mon humble avis, j'attends l'avis de plus calés (sachant que pas mal d'entres-eux sont en congès).

    De toutes façons si votre interprétation mène à un paradoxe, c'est surement qu'elle contient une erreur.

    m@ch3
    Never feed the troll after midnight!

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  10. #7
    phys4

    Re : Expérience de "gomme quantique" à choix retardé et paradoxe temporel

    Citation Envoyé par ChrisLB9 Voir le message
    Je crois qu'il faut d'abord que je comprenne bien l'expérience décrite à la page 95 du document. Dans le 2ème schéma de la page, il est dit : "for example, a photon of light might scatter from the particle and reveal that it went through the right-hand slit". Je n'ai pas bien compris le terme "scatter", cela veut-il dire que le photon interagit avec une particule ? Toutes les particules passant par les fentes interagissent avec au moins un photon provenant de la source du haut ?

    Sur mon schéma elle joue le même rôle que celle du schéma en page 95 du document, elle "efface" l'information de chemin pour qu'il y ai un schéma d'interférences au niveau de l'écran.

    Si vous parlez des interférences apparaissant sur l'écran, le but de mon expérience est justement de créer un lien de cause à effet entre l'évènement "Apparition ou non apparition d'interférences sur l'écran" et "Présence ou non de la lentille (gomme quantique)", dans le but de créer une situation paradoxale.
    Le "scatter" est l'interaction qui dévie la particule et le photon.
    Dans un cas pratique, il faut beaucoup de photons pour dévier quasiment toutes les particules et éliminer l'interférence 1. Dans ce cas les photons non déviés seront très nombreux et créeront toujours la figure d'interférence optique.
    J'ai bien voulu envisager le cas théorique d'un section efficace si forte que la plupart des photons étaient déviés, c'est très spéculatif.
    Même dans ce cas, les deux figures d'interférence seront effacées en même temps quel que soit la position de la lentille. La lentille ne peut faire apparaitre des interférences dans un rayonnement qui n'est plus cohérent.
    Avez vous effacé votre paradoxe ?
    Comprendre c'est être capable de faire.

  11. #8
    ChrisLB9

    Re : Expérience de "gomme quantique" à choix retardé et paradoxe temporel

    Merci pour vos réponses.

    Citation Envoyé par mach3
    que l'on regarde ou non les photons diffusés, le fait est qu'ils auront diffusé et donc perturbé les particules. Il n'y aurait donc pas d'interférences que l'ont mette la lentille ou pas.
    Citation Envoyé par phys4
    les deux figures d'interférence seront effacées en même temps quel que soit la position de la lentille. La lentille ne peut faire apparaitre des interférences dans un rayonnement qui n'est plus cohérent.
    En réponse à vos 2 remarques : dans l'expérience à la page 95 du doc http://atom.physics.calpoly.edu/opti...er/qeraser.pdf lorsque la lentille est présente il y a des interférences sur l'écran alors que pourtant les photons ont perturbés les particules. Que pensez-vous de ce cas ? (j'aimerais éclaircir la compréhension de cette expérience avant de parler de la mienne)

    Citation Envoyé par mach3
    De toutes façons si votre interprétation mène à un paradoxe, c'est surement qu'elle contient une erreur.
    Effectivement, mon but est de vous embêter avec mes questions jusqu'à ce que je comprenne bien les phénomènes impliqués, et que je comprenne bien mon erreur

  12. #9
    phys4

    Re : Expérience de "gomme quantique" à choix retardé et paradoxe temporel

    Citation Envoyé par ChrisLB9 Voir le message
    En réponse à vos 2 remarques : dans l'expérience à la page 95 du doc http://atom.physics.calpoly.edu/opti...er/qeraser.pdf lorsque la lentille est présente il y a des interférences sur l'écran alors que pourtant les photons ont perturbés les particules. Que pensez-vous de ce cas ? (j'aimerais éclaircir la compréhension de cette expérience avant de parler de la mienne)
    Le cas pratique présenté correspond au cas réel que je vous donné : Si le flux de photons est suffisant pour dévier les particules, alors la plupart des photons ne sont pas en interaction et la figure d'interférence optique existe, qu'il y ait des particules ou non.
    Il n'y a donc pas de cause à effet entre les interférences 1 et les interférences 2.
    Comprendre c'est être capable de faire.

  13. #10
    ChrisLB9

    Re : Expérience de "gomme quantique" à choix retardé et paradoxe temporel

    Citation Envoyé par phys4 Voir le message
    Le cas pratique présenté correspond au cas réel que je vous donné : Si le flux de photons est suffisant pour dévier les particules, alors la plupart des photons ne sont pas en interaction et la figure d'interférence optique existe, qu'il y ait des particules ou non.
    Il n'y a donc pas de cause à effet entre les interférences 1 et les interférences 2.
    Je crois que c'est cette partie que je ne comprend pas. Effectivement si le flux de photons est suffisant pour dévier les particules alors il y aura toujours une interférence optique à cause de tous les photons n'étant pas en interaction. Mais si l'on considère uniquement les photons ayant interagi avec des particules, êtes-vous bien d'accord que dans l'expérience du document p95 quand la lentille est présente, cela crée l'interférence 2 ce qui implique l'interférence 1 (car l'information de chemin est effacée) et on a bien une relation de cause à effet int. 2 -> int. 1 ? (l'interférence 2 ne concernant que les photons diffusés, nous ne prenons pas en compte ceux qui n'ont pas interagi avec les particules)

  14. #11
    phys4

    Re : Expérience de "gomme quantique" à choix retardé et paradoxe temporel

    Citation Envoyé par ChrisLB9 Voir le message
    Je crois que c'est cette partie que je ne comprend pas. Effectivement si le flux de photons est suffisant pour dévier les particules alors il y aura toujours une interférence optique à cause de tous les photons n'étant pas en interaction. Mais si l'on considère uniquement les photons ayant interagi avec des particules, êtes-vous bien d'accord que dans l'expérience du document p95 quand la lentille est présente, cela crée l'interférence 2 ce qui implique l'interférence 1 (car l'information de chemin est effacée) et on a bien une relation de cause à effet int. 2 -> int. 1 ? (l'interférence 2 ne concernant que les photons diffusés, nous ne prenons pas en compte ceux qui n'ont pas interagi avec les particules)
    C'est le cas théorique considéré, la relation de cause à effet de interférence 2 vers interférence 1, mais pas l'inverse comme je l'ai signalé. Nos raisonnements me semblent cohérents ?
    Sauf que le rôle de la lentille placée après l'interaction n'est toujours pas clair.
    Comprendre c'est être capable de faire.

  15. #12
    ChrisLB9

    Re : Expérience de "gomme quantique" à choix retardé et paradoxe temporel

    Citation Envoyé par phys4
    Nos raisonnements me semblent cohérents ?
    Tout à fait.

    Citation Envoyé par phys4
    Sauf que le rôle de la lentille placée après l'interaction n'est toujours pas clair.
    Toujours par rapport à la page 95 du document :
    - Lorsque la lentille n'est pas présente, les photons qui ont interagi avec une particule portent l'information du chemin emprunté par la particule et il n'y a donc pas l'interférence 1
    - Lorsque la lentille est en place, chaque photon qui a interagi avec une particule voit ses états "diffusé par une particule passant par la fente du haut" et "diffusé par une particule passant par la fente du bas" rassemblés pas la lentille de telle sorte que l'information which-way ne soit plus disponible, et il y a donc la figure d'interférence 1

    Je suis conscient que les termes "portent l'information du chemin emprunté" ne sont pas rigoureux, mais je n'ai pas mieux
    Ou plutôt si, je vais essayer : quand il y aura décohérence un seul des 2 états subsistera ("diffusé par une particule passant par la fente du haut" ou "diffusé par une particule passant par la fente du bas").
    Dernière modification par ChrisLB9 ; 08/08/2011 à 12h29.

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  17. #13
    phys4

    Re : Expérience de "gomme quantique" à choix retardé et paradoxe temporel

    Citation Envoyé par ChrisLB9 Voir le message
    - Lorsque la lentille est en place, chaque photon qui a interagi avec une particule voit ses états "diffusé par une particule passant par la fente du haut" et "diffusé par une particule passant par la fente du bas" rassemblés pas la lentille de telle sorte que l'information which-way ne soit plus disponible, et il y a donc la figure d'interférence 1

    Je suis conscient que les termes "portent l'information du chemin emprunté" ne sont pas rigoureux, mais je n'ai pas mieux
    Ou plutôt si, je vais essayer : quand il y aura décohérence un seul des 2 états subsistera ("diffusé par une particule passant par la fente du haut" ou "diffusé par une particule passant par la fente du bas").
    L'affirmation que l'interférence des particules dépend des interactions ultérieures des photons est clairement fausse.
    Il n'y a deux cas possibles :
    - les photons ne dévient pas les particules et il y a interférence.
    - les photons dévient les particules et il n'y a pas interférence.
    Que l'on utilise ou non l'information portée par les photons n'a pas de conséquence sur l'interaction. C'est ce que je voulais dire dans un message précédent par "ne dépend pas du fait que quelqu'un regarde ou ne regarde pas les interférences".

    Nous ne sommes pas ici dans un problème d'intrication, les problèmes d'interférence dépendant de la présence d'observateur ne concerne plus que les philosophes, ce n'est pas un problème de science.
    Vous trouverez encore des articles de vulgarisation sur l'influence de l'observateur faits par des journalistes ou des philosophes, cette espèce en voie de disparition existe encore et j'en connais un ou deux sur ce forum, qui se font encore des interférences dans le cerveau..
    Comprendre c'est être capable de faire.

  18. #14
    ChrisLB9

    Re : Expérience de "gomme quantique" à choix retardé et paradoxe temporel

    Oui je sais que c'est une dérive qui a maintenant quasiment disparue de croire que l'observateur a une quelconque influence sur le résultat, et bien que je m'intéresse à la physique quantique par le biais d'articles de vulgarisation, j'ai bien compris que c'était complètement faux.

    En ce qui concerne l'expérience décrite dans le document, pensez-vous qu'elle soit erronée ? Que la présence de la lentille ne peut avoir aucune espèce d'influence sur l'interférence 1 ?

  19. #15
    phys4

    Re : Expérience de "gomme quantique" à choix retardé et paradoxe temporel

    Citation Envoyé par ChrisLB9 Voir le message

    En ce qui concerne l'expérience décrite dans le document, pensez-vous qu'elle soit erronée ? Que la présence de la lentille ne peut avoir aucune espèce d'influence sur l'interférence 1 ?
    Pour en être certain il faut connaitre un problème que l'on trouve dans tous les bons livres de MQ.
    Il s'agit d'une expérience d'interférence d'électrons avec deux fentes très voisines. Un flux de photons parallèles aux fentes permet éventuellement de détecter par quelle fente passe un électron.
    Si la longueur d'onde des photons est suffisamment petite devant la distance des fentes, il sera possible de distinguer de quelle fente il s'agit.
    L'impulsion des photons va modifier celle des électrons et donc la phase de leur onde de probabilité. Si le changement d'impulsion est trop grand, la figure d'interférence s'effacera.
    Le problème consiste à trouver la valeur max d'impulsion des photons qui n'effacera pas les interférences. La solution montre qu'elle coïncide avec la longueur d'onde limite qui permet de séparer les fentes.
    Ce problème, à la portée d'un universitaire moyen, montre comment agit le principe d'incertitude : il limite la précision des mesures simultanées de la position et de l'impulsion des électrons.
    Il illustre bien notre cas : si l'on réunit les conditions de mesure pour en déduire la position des électrons, l'interférence ne sera plus. L'effet se situe au niveau de l'interaction par l'instrument de mesure, il est indépendant du fait que l'on utilise ou non le flux de photons ensuite, il n'est pas nécessaire de finir la mesure.
    Je n'ai pas trouvé ce corrigé sur le web. C'est pourtant un exemple fondamental.
    Comprendre c'est être capable de faire.

  20. #16
    ChrisLB9

    Re : Expérience de "gomme quantique" à choix retardé et paradoxe temporel

    Merci pour cette réponse, vous mentionnez le principe d'incertitude d'Heisenberg n'est-ce pas ? Cette explication éclaire ma lanterne. En effet il est impossible d'avoir l'interférence 1 si les photons interfèrent de manière suffisante avec les particules pour pouvoir déterminer par quelles fentes elles passent, indépendamment de l'effacement ultérieur de l'information par une "gomme quantique".

    En relisant le document j'ai trouvé mon erreur. Le phénomène décrit sur le 3ème schéma de la page 95 a été simplifié pour une meilleure compréhension (enfin dans notre cas ça nous embrouille plus qu'autre chose). Effectivement l'interaction des photons avec les particules détruit la figure d'interférence 1, les franges qui ont été dessinées sur le schéma ne sont en fait pas visibles directement, mais sont le résultat d'un recoupement entre les données recueillies au niveau de l'écran avec celles recueillies au niveau du détecteur de photons. Ceci est très bien illustré par l'expérience de Marlan Scully réalisée en 1998 :
    http://fr.arxiv.org/abs/quant-ph/9903047
    Une version vulgarisée :
    http://fr.wikipedia.org/wiki/Exp%C3%...x_retard%C3%A9

  21. #17
    phys4

    Re : Expérience de "gomme quantique" à choix retardé et paradoxe temporel

    Merci d'avoir trouvé ces références.
    A partir de ces dernières, j'en ai trouvé d'autres plus explicites :
    http://fr.wikipedia.org/wiki/Gomme_quantique
    http://fr.wikipedia.org/wiki/Exp%C3%..._Marlan_Scully
    Comprendre c'est être capable de faire.

  22. #18
    ChrisLB9

    Re : Expérience de "gomme quantique" à choix retardé et paradoxe temporel

    Tout ça est vraiment passionnant. Dans certaines conditions il est possible de retrouver des figures d'interférences là ou il n'y en a pas à priori. C'est difficile à interpréter pour moi car je ne suis pas physicien, je vais réfléchir à tout ça et je reviendrais sûrement poster un nouveau sujet plus tard

    A bientôt phys4, je suis satisfait d'avoir trouvé avec vous d'où venait l'erreur dans cette expérience.

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  24. #19
    Les Terres Bleues

    Re : Expérience de "gomme quantique" à choix retardé et paradoxe temporel

    Citation Envoyé par phys4 Voir le message
    Il n'y a deux cas possibles :
    - les photons ne dévient pas les particules et il y a interférence.
    - les photons dévient les particules et il n'y a pas interférence.
    Il me semble que c'est en relation avec l'observation décrite ci-dessus que se pose généralement la question du "rôle" de l'observateur.

    En conséquence, les deux phrases suivantes :
    "L'affirmation que l'interférence des particules dépend des interactions ultérieures des photons est clairement fausse."
    "Que l'on utilise ou non l'information portée par les photons n'a pas de conséquence sur l'interaction."


    qui sont tout à fait valables ne devraient pas conduire à affirmer que

    "les problèmes d'interférence dépendant de la présence d'observateur ne concerne plus que les philosophes, ce n'est pas un problème de science."
    Citation Envoyé par phys4 Voir le message
    Il illustre bien notre cas : si l'on réunit les conditions de mesure pour en déduire la position des électrons, l'interférence ne sera plus. L'effet se situe au niveau de l'interaction par l'instrument de mesure, il est indépendant du fait que l'on utilise ou non le flux de photons ensuite, il n'est pas nécessaire de finir la mesure.
    Et là pareil, le début est correct, puisqu'il s'agit des interférences (ou non) concernant les électrons, mais la conclusion erronée car il est nécessaire d'observer le chemin suivi par les électrons pour constater la disparition des franges d'interférence.

    Dans l'expérience citée, on se moque effectivement de savoir ce que deviennent les photons par la suite.

    Cordiales salutations.

  25. #20
    ChrisLB9

    Re : Expérience de "gomme quantique" à choix retardé et paradoxe temporel

    Citation Envoyé par Les Terres Bleues
    Et là pareil, le début est correct, puisqu'il s'agit des interférences (ou non) concernant les électrons, mais la conclusion erronée car il est nécessaire d'observer le chemin suivi par les électrons pour constater la disparition des franges d'interférence.
    Je ne vois pas où est l'erreur, je pense que par "il n'est pas nécessaire de finir la mesure" phys4 dit qu'il n'est pas nécessaire d'utiliser les photons diffusés, seul le fait que les photons aient interagi avec les particules est important.

  26. #21
    Les Terres Bleues

    Re : Expérience de "gomme quantique" à choix retardé et paradoxe temporel

    Citation Envoyé par ChrisLB9 Voir le message
    Je ne vois pas où est l'erreur, je pense que par "il n'est pas nécessaire de finir la mesure" phys4 dit qu'il n'est pas nécessaire d'utiliser les photons diffusés, seul le fait que les photons aient interagi avec les particules est important.
    Oui, je le comprends aussi comme ça.
    Pourtant c'est cette interaction-là qui est « l'observation » responsable de la disparition des franges d'interférence.

    Voici ce que dit par exemple Jean-Michel Raimond à propos d'une expérience légérement différente :
    « Soit on sait par où est passée la particule, en prenant une fente très légère et en regardant si elle se met en mouvement ou non, mais on n’a alors pas d’évidence que la particule puisse se comporter comme un onde. Soit on renonce à savoir par où elle est passée, ce qu’on fait dans les interféromètres ordinaires en ayant une fente macroscopique qui pèse des kilos, auquel cas on a effectivement un signal d’interférence montrant le caractère ondulatoire de la particule, mais alors on n’a pas le moindre indice d’un caractère corpusculaire. »

  27. #22
    phys4

    Re : Expérience de "gomme quantique" à choix retardé et paradoxe temporel

    Citation Envoyé par Les Terres Bleues Voir le message
    « Soit on sait par où est passée la particule, en prenant une fente très légère et en regardant si elle se met en mouvement ou non, mais on n’a alors pas d’évidence que la particule puisse se comporter comme un onde. Soit on renonce à savoir par où elle est passée, ce qu’on fait dans les interféromètres ordinaires en ayant une fente macroscopique qui pèse des kilos, auquel cas on a effectivement un signal d’interférence montrant le caractère ondulatoire de la particule, mais alors on n’a pas le moindre indice d’un caractère corpusculaire. »
    Ce commentaire semble correspondre à l'expérience qui est détaillée dans le Feynman.
    Avez vous des commentaires sur les références données ?
    Comprendre c'est être capable de faire.

  28. #23
    ChrisLB9

    Re : Expérience de "gomme quantique" à choix retardé et paradoxe temporel

    Une question subsidiaire : dans les expériences mettant en oeuvre une "gomme quantique", une des interprétations possibles écartant la possibilité qu'un effet ai lieu avant sa cause est que la "gomme" filtre en réalité une partie des particules révélant ainsi une interférence qui existait déjà mais qui était indiscernable auparavant car "camouflée" par une figure d'interférence complémentaire.

    Pour reprendre l'expérience dont nous avons parlé, lorsque la source de photons du haut est présente, cette interprétation nous dit qu'au niveau de l'écran se trouvent en réalité plusieurs (deux ?) figures d'interférences complémentaires. Lorsqu'on regarde l'écran on ne voit pas d'interférence, mais il est en revanche possible avec une gomme quantique de retrouver les figures d'interférences après coup parmi l’amas d'impacts enregistrés sur l'écran.

    J'ai trouvé cette interprétation dans ce document très intéressant : http://www.flownet.com/ron/QM.pdf et j'aimerais savoir ce que vous en pensez.

  29. #24
    phys4

    Re : Expérience de "gomme quantique" à choix retardé et paradoxe temporel

    Citation Envoyé par ChrisLB9 Voir le message
    J'ai trouvé cette interprétation dans ce document très intéressant : http://www.flownet.com/ron/QM.pdf et j'aimerais savoir ce que vous en pensez.
    Le document ne correspond pas à votre expérience de pensée. Il est quand même au cœur du sujet. Le texte est poétique et facile à lire et l'auteur se laisse emporter :
    " It doesn't matter if the way of determining the particle's path involves direct interaction with the particle or not"
    Cela voudrait qu'il n'y a même pas besoin d'appareil de mesure, tout est dans le mot direct. L'auteur prend comme exemple le fait de placer un polariseur sur l'un des deux chemins que peut emprunter la particule, en disant qu'elle n'interagit pas en passant par l'autre : c'est tiré par les cheveux.

    L'expérience en 2.2 correspond à la référence 1 que vous ai citée. Je ne vois où l'auteur voit un mystère : le polariseur n'a pas d'effet sur une lumière déjà polarisée ?

    L'expérience en 2.3 et une partie du calcul en 4.1 correspond à la référence 2 que j'avais citée. J'ai une interprétation simple du fonctionnement et des déductions tarabiscotées de l'auteur. Nous verrons plus tard.

    A plus.
    Comprendre c'est être capable de faire.

  30. Publicité
  31. #25
    ChrisLB9

    Re : Expérience de "gomme quantique" à choix retardé et paradoxe temporel

    Citation Envoyé par phys4
    " It doesn't matter if the way of determining the particle's path involves direct interaction with the particle or not"
    Cela voudrait qu'il n'y a même pas besoin d'appareil de mesure, tout est dans le mot direct. L'auteur prend comme exemple le fait de placer un polariseur sur l'un des deux chemins que peut emprunter la particule, en disant qu'elle n'interagit pas en passant par l'autre : c'est tiré par les cheveux.
    En lisant la suite j'ai l'impression que l'auteur par "direct" veut dire : une mesure qui n'est pas réversible. Mais c'est vrai que c'est étrange de parler d'interactions "directes" et "indirectes" !

    Citation Envoyé par phys4
    L'expérience en 2.2 correspond à la référence 1 que vous ai citée. Je ne vois où l'auteur voit un mystère : le polariseur n'a pas d'effet sur une lumière déjà polarisée ?
    Il ne décrit pas précisément l'expérience, mais je l'ai vu ailleurs et il s'agit de placer un polariseur vertical au niveau d'une des 2 fentes et un polariseur horizontal au niveau de l'autre fente, le résultat est qu'il n'y a plus d'interférences apparentes sur l'écran (jusque là, je comprend). Le mystère, pour moi en tout cas, c'est que l'ajout du polariseur à 45° entre les fentes et l'écran fait alors apparaître des interférences. Je n'arrive pas à expliquer ceci.

    Citation Envoyé par phys4
    L'expérience en 2.3 et une partie du calcul en 4.1 correspond à la référence 2 que j'avais citée. J'ai une interprétation simple du fonctionnement et des déductions tarabiscotées de l'auteur. Nous verrons plus tard.
    Pas de problème, quand vous aurez le temps je suis curieux de connaître votre interprétation.

  32. #26
    phys4

    Re : Expérience de "gomme quantique" à choix retardé et paradoxe temporel

    Citation Envoyé par ChrisLB9 Voir le message
    Il ne décrit pas précisément l'expérience, mais je l'ai vu ailleurs et il s'agit de placer un polariseur vertical au niveau d'une des 2 fentes et un polariseur horizontal au niveau de l'autre fente, le résultat est qu'il n'y a plus d'interférences apparentes sur l'écran (jusque là, je comprend). Le mystère, pour moi en tout cas, c'est que l'ajout du polariseur à 45° entre les fentes et l'écran fait alors apparaître des interférences. Je n'arrive pas à expliquer ceci.
    Dans le texte anglais, il n'est placé qu'un seul polariseur sur une fente, si l'on place alors un polariseur d'effet identique directement sur la source, le polariseur sur la fente n'a plus d'effet et donc plus d'effet sur les interférences. Logique ?

    Pas de problème, quand vous aurez le temps je suis curieux de connaître votre interprétation.
    L'auteur donne un exemple de transmission d'info venant du futur puis indique qu'en fait cela ne marche pas. C'est comme si vous vouliez modifier les miroirs du second trajet suivant que chaque photon donne des interférences ou non. C'est le paradoxe que vous tentiez de créer au début.
    Pour que l'expérience ait un sens il faudrait agir photon par photon, or un photon unique ne donne jamais une figure d'interférence, il faut un paquet important de photons pour dire s'il y a interférence ou non. La seconde mesure donnera toujours pour un paquet 50% de photons sur un chemin et 50% pour l'autre.
    Comprendre c'est être capable de faire.

  33. #27
    ChrisLB9

    Re : Expérience de "gomme quantique" à choix retardé et paradoxe temporel

    Citation Envoyé par phys4
    Dans le texte anglais, il n'est placé qu'un seul polariseur sur une fente, si l'on place alors un polariseur d'effet identique directement sur la source, le polariseur sur la fente n'a plus d'effet et donc plus d'effet sur les interférences. Logique ?
    En effet c'est logique. Mais la description de l'expérience n'est pas très précise dans ce document, il ne dit pas comment il oriente son "polarization rotator".

    Citation Envoyé par phys4
    L'auteur donne un exemple de transmission d'info venant du futur puis indique qu'en fait cela ne marche pas. C'est comme si vous vouliez modifier les miroirs du second trajet suivant que chaque photon donne des interférences ou non. C'est le paradoxe que vous tentiez de créer au début.
    Pour que l'expérience ait un sens il faudrait agir photon par photon, or un photon unique ne donne jamais une figure d'interférence, il faut un paquet important de photons pour dire s'il y a interférence ou non. La seconde mesure donnera toujours pour un paquet 50% de photons sur un chemin et 50% pour l'autre.
    Effectivement c'est ce paradoxe que je tentais de mettre en évidence, mais dans mon expérience il s'agissait justement d'envoyer non pas une mais X particules dans un très court laps de temps, et le système en B devait analyser si ces X particules forment une figure d'interférence AVANT de placer ou non la lentille et donc AVANT que les photons diffusés n'aient atteint l'emplacement de la lentille. C'est pour cela que je disait que c'est impossible à réaliser : il faudrait que la distance A soit énorme. Et de toute manière on a vu précédemment que ça ne fonctionne pas car dés que les photons interagissent nous n'avons plus de figure d'interférence, donc pas de paradoxe possible.


    Si possible j'aimerais avoir votre avis sur une expérience décrite dans le document http://atom.physics.calpoly.edu/opti...er/qeraser.pdf aux pages 92 et 93. Tout d'abord l'expérience est-elle correcte ? (je me méfie maintenant ) Et ensuite, avez-vous une interprétation à donner au fait que l'ajout du polarisateur à 45° (qui fait ici office de "gomme quantique") a pour résultat une figure d'interférence visible au niveau de l'écran. J'ai beau retourner le problème dans tous les sens j'ai du mal à comprendre comment c'est possible. S'agit-il d'un effet rétro-actif (difficile à croire) ou bien la gomme quantique filtre-t-elle une partie des photons si bien qu'elle révèle une figure d'interférence qui existait auparavant mais que nous ne pouvions pas distinguer (car "cachée" dans l'amas de photons apparents) ?

    Si vous avez le temps de regarder ceci ce serait super, car ce problème est venu à bout de mon sens de la logique !

  34. #28
    phys4

    Re : Expérience de "gomme quantique" à choix retardé et paradoxe temporel

    Citation Envoyé par ChrisLB9 Voir le message
    Si possible j'aimerais avoir votre avis sur une expérience décrite dans le document http://atom.physics.calpoly.edu/opti...er/qeraser.pdf aux pages 92 et 93. Tout d'abord l'expérience est-elle correcte ? (je me méfie maintenant ) Et ensuite, avez-vous une interprétation à donner au fait que l'ajout du polarisateur à 45° (qui fait ici office de "gomme quantique") a pour résultat une figure d'interférence visible au niveau de l'écran. J'ai beau retourner le problème dans tous les sens j'ai du mal à comprendre comment c'est possible. S'agit-il d'un effet rétro-actif (difficile à croire) ou bien la gomme quantique filtre-t-elle une partie des photons si bien qu'elle révèle une figure d'interférence qui existait auparavant mais que nous ne pouvions pas distinguer (car "cachée" dans l'amas de photons apparents) ?
    Les figures 1 et 2 sont simples : comme il est dit, interférence a cause du passage du faisceau de chaque coté du fil. Le fait de donner deux polarisations perpendiculaires empêche les interférences. Votre interprétation est très bonne, la figure 2 est interprétable comme deux figures d'interférence qui s'annulent : deux polarisations perpendiculaires sont équivalentes chacune à la somme de deux polarisations à 45° de phases opposées.
    Les figures 3 et 4 sont triviales puisque l'opérateur efface totalement le faisceau à droite ou à gauche du fil.
    Les figures 5 et 6 montrent bien que si l'on extrait les parties à 45° la polarisation reçue sur l'écran est la même pour les deux cotés du fil et les interférences apparaissent à nouveau.
    La figure 7 montre bien le truc du magicien : les deux types d'interférence à 45° sont en opposition de phase et se cachent mutuellement.
    Vous aviez trouvé tout seul.

    Les images suivantes sont plus gênantes, en page 95, tout est logique pour les deux premières figures. La troisième pose un grave problème et je doute fort qu'elle ait été effectivement réalisée. Si la lumière utilisée est suffisamment énergétique pour séparer visuellement les deux fentes de passage des particules, la perturbation des particules doit détruire les interférences (voir principe d'Heisenberg messages précédents).
    Suivant que la lentille focalise exactement l'image des fentes sur la caméra ou non, cela devrait détruire les interférences. Autrement dit, il suffirait de déplacer légèrement le CCD de la caméra pour modifier les interférences : très peu crédible.
    Ce qui me rassure : Scientific American est un journal de vulgarisation dans lequel j'avais relevé pas mal de coquilles du temps où j'étais abonné.
    Comprendre c'est être capable de faire.

  35. #29
    ChrisLB9

    Re : Expérience de "gomme quantique" à choix retardé et paradoxe temporel

    Merci pour votre analyse, ce qui me manquait pour comprendre le phénomène c'est ceci : "deux polarisations perpendiculaires sont équivalentes chacune à la somme de deux polarisations à 45° de phases opposées". C'est plus clair maintenant.

    Pour la page 95 je pense que la 3ème figure est une simplification destinée à mieux faire comprendre le phénomène au lecteur, bien que dans mon cas ça a été l'inverse vu que cette simplification est erronée ! Dans le texte de la même page, il est bien dit que dés lors qu'il y a interaction avec les particules on ne peut retrouver la figure d'interférence qu'après coup (en recoupant les données recueillies au niveau du détecteur de photons avec celles recueillies au niveau de l'écran), qu'elle n'est pas visible directement. Bien qu'il y ai des coquilles je trouve que ce journal est bien pour un public non initié, bien qu'ils aient l'air comme beaucoup de rendre les phénomènes un peu plus "phénoménaux" qu'ils ne le sont réellement.

  36. #30
    Les Terres Bleues

    Re : Expérience de "gomme quantique" à choix retardé et paradoxe temporel

    Citation Envoyé par phys4 Voir le message
    Avez vous des commentaires sur les références données ?
    Il ne faudrait pas… prendre les électrons pour des « billes ».

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