Particules élémentaires

[invite7863222222222]

Ce n'est pas un réalisme, mais plutôt une position où, on accentue le fait que la question est, dans la physique quantique, indécidable pour l'instant.

En acceptant les deux points de vue possibles.
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[Deedee81]

Voilà typiquement le genre de remarque qui justement ne passe pas (bien que je respecte tout à fait vos compétences en physique quantique bien au dessus des miennes).

La physique quantique interdit de parler des valeurs des observables et des vecteurs d'états d'une particule tant qu'elle n'a pas été mesurée.

Il n'est pas interdit d'en parler, ce qui est une hérésie est d'affirmer que l'observable avait déjà la valeur mesurée avant la mesure. C'est généralement faux (et cela a des conséquences expérimentales, par exemple les interférences).

Pour comprendre que cela n'a rien de bizarre, quelques analogies. Supposons que tu aies des boules avec des numéros : c'est la propriété. Tu as un appareil de mesure capable de prendre une boule et de lire le numéro : c'est l'observable. Tu as une boite avec une ou plusieurs boule : c'est le système que tu étudies.

Maintenant, tu as une boite et tu déclenche ton appareil. Il te dit "34". Cela veut-il dire que la boite avait la valeur 34 avant de la mesurer ? Non ! Tout ce qu'on peut dire c'est qu'elle contenait des boules dont une était la 34. Arrêtons là cette analogie trop artificielle.

Une analogie plus physique (et plus proche de la réalité) est ondulatoire. Les particules sont relativement proches, au moins sous certains aspects, des ondes. Une modélisation possible (mais incomplète, attention) est de représenter la particule par un paquet d'ondes. Les observables seront, par exemple : position, longueur d'onde (correspond à l'impulsion en MQ, relation de de Broglie), la fréquence (correspond à l'énergie en MQ, relation d'Einstein). Mais évidemment un paquet d'ondes n'a pas de position ponctuelle précise (il est étalé), pas de fréquence précise ni de longueur d'onde précise !!!! En utilisant les lois de l'optique (en fait en utilisant les calculs de décomposition de Fourier) on peut même retrouver... le principe d'incertitude de Heisenberg !!!!

Tout ça n'a donc rien de si bizarre, ni de si étrange. Bien sur que si je mesure l'énergie de la particule je vais trouver une valeur. Pourtant, avant la mesure, la particule n'avait pas d'énergie (de fréquence) absolument précise, seulement une gamme de valeurs pondérées.

Sans doute que cela a du mal a passer car tu imagines que des variables comme position, impulsion, énergie sont de bonnes variables pour décrire une particule quantique. Ce n'est tout simplement pas le cas !!!! C'est à dire et répéter au moins mile fois (au moins ) : les variables que nous avons l'habitude d'utiliser à notre échelle macroscopique sont de mauvaises descriptions des particules. Le monde est plus riche que ce que montrent (ou peuvent montrer) nos appareils.

Là où ça devient plus difficile (et non classique, donc pas "totalement" ondulatoire) c'est la réduction de la fonction d'onde. La mesure "modifie" l'état du système qui se réduit à la valeur mesurée. En fait, ce phénomène (assez inexplicable : il contredit même l'équation d'évolution de Schrödinger !!!) s'explique assez facilement avec les corrélations (même si cela rend la mécanique quantique TRES étrange). La mesure est en fait une mise en corrélation : l'état de l'appareil (par exemple il indique 34) est corrélé à l'état du système qu'il mesure. C'est le principe de la mesure : l'appareil prend un état à l'image de l'état du système qu'il mesure. Et, bien entendu, l'appareil de mesure aussi est quantique, tout est quantique (constitué de particules, atomes). Donc l'appareil de mesure devient aussi une superposition quantique de plusieurs "états purs" (un par valeur mesurée) chaque composantes étant corrélées à la composante correspondante du système. Comme cela est vrai aussi de l'expérimentateur, la réduction devient purement subjective (états relatifs de Everett, avant l'introduction de l'ontologie des mondes multiples dont je ne raffole pas).

Ce que je décrit est la première étape du processus de mesure de Von Neuman. La réduction est l'étape suivante.

Après, qu'on ajoute ou pas cette réduction, ça n'a pas d'importance (c'est infalsifiable.... du moment qu'on la place "assez tard" dans le processus de mesure). C'est surtout une aide pratique (impossible de faire du labo sans ça, la réduction est peut-être subjective, mais on doit quand vivre avec ça).


voilà, j'espère que c'est un peu plus clair. Mais tu gagnerais certainement à lire un cours de MQ. J'ai ceci :
http://www.scribd.com/doc/50185815/Tome-I c'est les bases physiques
http://www.scribd.com/doc/50186473/C...ntique-Tome-II Schrödinger
http://www.scribd.com/doc/50186795/C...tique-Tome-III Spin
http://www.scribd.com/doc/50186828/C...ntique-Tome-IV Matière
http://www.scribd.com/doc/50186850/C...antique-Tome-V MQ relativiste
http://www.scribd.com/doc/50186881/C...ntique-Tome-VI théorèmes, décohérence...
http://www.scribd.com/doc/50186918/M...tique-Tome-VII Interprétations

Dans le dernier tome, tu verras qu'il existe plein de façon de décrire les choses. A toi de choisir celle que tu préfères (du moment qu'elle n'est pas en contradiction avec l'expérience).

[invite7863222222222]

Il n'est pas interdit d'en parler, ce qui est une hérésie est d'affirmer que l'observable avait déjà la valeur mesurée avant la mesure. C'est généralement faux (et cela a des conséquences expérimentales, par exemple les interférences).

Oui "avant" ou "tant que". "avant" est plus standard, c'est tout à fait exact, vous avez raison (admettons que ce n'est pas du pinaillage, mais une histoire de rigueur languagière justifiée).

Mais tout de même, le sujet initial de la discussion est autre que celui dont vous parlez (bien que vos éléments soient tout à fait intéressant et contribuent à me donner une meilleur compréhension de la physique quantique).


Mon but était de me faire une idée sur, toujours la même question.

En fait, pour faire simple (la question l'est en tout cas), voici synthétiquement les 2 propositions qui concernent le sujet :

- on ne peut pas parler de la valeur de l'observable avant la mesure comme étant la valeur de l'observable fournie lors de la mesure.
mais
- rien n'interdit de parler de la nature de la particule (si c'est un électron, un photon, un positron etc.) avant la mesure.

[Deedee81]

Désolé, je n'avais pas entièrement compris ton intégration. Merci pour cette synthèse.

- rien n'interdit de parler de la nature de la particule (si c'est un électron, un photon, un positron etc.) avant la mesure.

En pratique ça ne gêne pas. Mais gaffe quand même.

Prenons un exemple : la désintégration radioactive d'un noyau. Dans certains cas, on peut avoir émission d'un électron (rayonnement bêta) avec, disons pour l'exemple, 40 % de chance, ou d'un photon gamma (désexcitation du noyau) avec 60 % de chance.

Cela veut dire que l'état est une superposition quantique électron + photon (et en plus ça varie au cours du temps vu que l'instant de désintégration est lui-même aléatoire avec une demi-vie).

Toutefois, là il y a peu de risque que cette "contrafactualité" pose un problème (par exemple, dire "un électron avait été émis, car c'est ce qu'on a mesuré"). Bien entendu, quand on mesure, on va trouver un électron ou un photon, pas un mélange. Mais je n'ai jamais entendu parler d'expérience permettant de détecter que l'on a bien un état superposé avant (expériences du type interférence). Je ne sais même pas si c'est possible (je me demande si la décohérence n'est pas assez rapide). Et je n'ai jamais entendu parler de problème avec ce type de raisonnement.

Il existe des cas comme ça, j'avais lu une telle expérience de superposition quantique de deux particules de nature différente dans une expérience du type "chat de Schrödinger" (mais fait avec des particules, pas avec des chats). Mais, bon, c'est tout de même des expériences assez artificielles

Est-ce que cela parait bizarre ? Pas tant que ça, la nature d'une particule est donnée par l'ensemble de ses propriétés et rien d'autre (du moins à ce qu'en dit la MQ, elle est considérée comme complète, même si Einstein n'était pas d'accord !). Si les unes (propriétés mesurables = observables) peuvent être indéterminées, pourquoi pas l'autre (la nature) alors que la nature n'est autre que ces propriétés ???

[invite7863222222222]

J'ai lu vite fait et réagirais plus tard.

Est-ce que cela parait bizarre ?

Personnellement, si c'est comme cela, c'est comme cela. Je ne cherche pas à débattre mais à comprendre.

J'ai lu vite fait, mais la superposition d'état photon/électron est un élément hyper nouveau pour moi et qui bouscule mes représentations issues de mon niveau de connaissance. C'est exactement, pile poile sur ce point que porte ma question. Je vais donc relire très très attentivement un peu plus tard.

[mariposa]

Désolé, je n'avais pas entièrement compris ton intégration. Merci pour cette synthèse.



En pratique ça ne gêne pas. Mais gaffe quand même.

Prenons un exemple : la désintégration radioactive d'un noyau. Dans certains cas, on peut avoir émission d'un électron (rayonnement bêta) avec, disons pour l'exemple, 40 % de chance, ou d'un photon gamma (désexcitation du noyau) avec 60 % de chance.

Cela veut dire que l'état est une superposition quantique électron + photon (et en plus ça varie au cours du temps vu que l'instant de désintégration est lui-même aléatoire avec une demi-vie).

Toutefois, là il y a peu de risque que cette "contrafactualité" pose un problème (par exemple, dire "un électron avait été émis, car c'est ce qu'on a mesuré"). Bien entendu, quand on mesure, on va trouver un électron ou un photon, pas un mélange. Mais je n'ai jamais entendu parler d'expérience permettant de détecter que l'on a bien un état superposé avant (expériences du type interférence). Je ne sais même pas si c'est possible (je me demande si la décohérence n'est pas assez rapide). Et je n'ai jamais entendu parler de problème avec ce type de raisonnement.

Il existe des cas comme ça, j'avais lu une telle expérience de superposition quantique de deux particules de nature différente dans une expérience du type "chat de Schrödinger" (mais fait avec des particules, pas avec des chats). Mais, bon, c'est tout de même des expériences assez artificielles

Est-ce que cela parait bizarre ? Pas tant que ça, la nature d'une particule est donnée par l'ensemble de ses propriétés et rien d'autre (du moins à ce qu'en dit la MQ, elle est considérée comme complète, même si Einstein n'était pas d'accord !). Si les unes (propriétés mesurables = observables) peuvent être indéterminées, pourquoi pas l'autre (la nature) alors que la nature n'est autre que ces propriétés ???

Bonjour,


On ne superpose pas des particules.

Quand on a plusieurs particules on fait un produit tensoriel d'espaces de Hilbert et c'est dans cet espace produit que l'on peut faire une superposition d'états cad des additions de vecteurs.

[Deedee81]

On ne superpose pas des particules.

Quand on a plusieurs particules on fait un produit tensoriel d'espaces de Hilbert et c'est dans cet espace produit que l'on peut faire une superposition d'états cad des additions de vecteurs.

Oui, bien sûr. Excuse mon (gros) abus de langage.

[invite7863222222222]

Désolé, je n'avais pas entièrement compris ton intégration. Merci pour cette synthèse.



En pratique ça ne gêne pas. Mais gaffe quand même.

Prenons un exemple : la désintégration radioactive d'un noyau. Dans certains cas, on peut avoir émission d'un électron (rayonnement bêta) avec, disons pour l'exemple, 40 % de chance, ou d'un photon gamma (désexcitation du noyau) avec 60 % de chance.

Cela veut dire que l'état est une superposition quantique électron + photon (et en plus ça varie au cours du temps vu que l'instant de désintégration est lui-même aléatoire avec une demi-vie).

Ca veut dire cela, encore, si on fait une opération d'extension des concepts de la PhyQ plus ou moins intuitivement (ca confirme ce que j'ai dit plus haut au message #30, qu'il faut être tolérant envers ceux qui n'ont pas tendance à prendre les concepts de la physique quantique comme des concepts pourvus d'une certaine généralité intuitive).


Quand on vou lit, ca sonne bizarre et ca rend tout de même méfiant, car ca donne l'impression d'une assimilation entre des effets aléatoires ou indéterminés qui sont gouvernées par des considérations physiques différentes, ce qui se traduit par des manières différentes de les traiter mathématiquement.

[invite7863222222222]

Oui, bien sûr. Excuse mon (gros) abus de langage.

Pour vous oui, mais pour moi, c'est beaucoup plus qu'un abus de langage, ca change tout pour moi : plus exactement, ca veut dire que certaine opinion réaliste sur la réalité des particules quantiques ne peuvent pas être écartées.

[invite7863222222222]

voilà, j'espère que c'est un peu plus clair. Mais tu gagnerais certainement à lire un cours de MQ. J'ai ceci :
http://www.scribd.com/doc/50185815/Tome-I c'est les bases physiques
http://www.scribd.com/doc/50186473/C...ntique-Tome-II Schrödinger
http://www.scribd.com/doc/50186795/C...tique-Tome-III Spin
http://www.scribd.com/doc/50186828/C...ntique-Tome-IV Matière
http://www.scribd.com/doc/50186850/C...antique-Tome-V MQ relativiste
http://www.scribd.com/doc/50186881/C...ntique-Tome-VI théorèmes, décohérence...
http://www.scribd.com/doc/50186918/M...tique-Tome-VII Interprétations

Dans le dernier tome, tu verras qu'il existe plein de façon de décrire les choses. A toi de choisir celle que tu préfères (du moment qu'elle n'est pas en contradiction avec l'expérience).

Merci pour ces liens (est-ce qu'on y parle des produits d'espace de hilbert ?)

[Deedee81]

Merci pour ces liens (est-ce qu'on y parle des produits d'espace de hilbert ?)

Oui, mais sur ce point je n'ai pas mis de grosses explications mathématiques. J'ai supposé les espace vectoriels connus.
En math je donne juste une introduction (approfondie quand même) aux groupes.

[invite7863222222222]

Oui, mais sur ce point je n'ai pas mis de grosses explications mathématiques. J'ai supposé les espace vectoriels connus.
En math je donne juste une introduction (approfondie quand même) aux groupes.

Ok de toute façon, les maths plus le temps et les compétences de faire autre chose que comprendre intuitivement.

[invite7863222222222]

Ce petit article plutôt agréable à lire qui fait sentir par analogie les impacts du produit tensoriel en physique quantique http://www.math.polytechnique.fr/~paul/sorb.pdf

Ça me semble très classique comme manière de présenter les choses, je ne sais pas si on peut en dire peut-être des choses plus "profondes".

Sinon, malheureusement, je n'ai pas trouvé dans les documents du dessus où on commence à parler du produit tensoriel.