Paradoxe des miroirs quantiques ... !
Salut à tous !
Voilà, récemment je me suis posé un problème : Les miroirs réfléchissants sont très utilisés dans les expériences de quantique, le paradoxe que je vois est que les miroirs sont des dispositifs macroscopiques, alors n'y a-t-il pas influence sur les photons, puisque c devient -c ... j'ai l'impression que les miroirs sont utilisés de manière anodine dans les expériences quantiques ... me trompé-je ?
Cordialement,
Tout dispositif d'observation, d'expérimentation, de mesure,... est macroscopique...Sinon nous n'observerions rien...Envoyé par arxiv
Bien sûr que le photon (qui n'existe pas) est influencé (*) par un dispositif d'observation. C'est ainsi qu'on en prend connaissance, en observant le résultat de l'influence (l'interaction en fait) de ces non-étants sur les étants que sont les dispositifs d'observation...
(*) "Influence" calculable avec une grande précision avec le(s) formalisme(s) quantique(s)...Notamment, la QED (Electrodynamique quantique).
Observation et mesure ça va bien ensemble mais est-ce que c'est rattachable à dispositif d'expérimentation sachant que les miroirs sont souvent des intermédiaires avant mesures directes ... ?Tout dispositif d'observation, d'expérimentation, de mesure,... est macroscopique...Sinon nous n'observerions rien...
Je m'explique : lorsqu'un photon arrive sur un miroir il est dans un état superposé |absorbé> + |réfléchi> mais lors de l'interaction {photon,miroir} si le photon est absorbé alors on ne s'en préoccupe pas, il n'atteindra jamais le détecteur. Mais s'il est réfléchi on connait alors sa position et sa quantité de mouvement (impulsion c'est mieux ?), le miroir agit comme un détecteur !
Alors maintenant on ne s'en préoccupe peut-être pas, Si la chaîne des évènements doit comporter un observateur en bout de chaîne. Mais alors dans ce cas ne peut-on dire que le miroir est dans un état superposé macroscopique |mesure> + |non mesure> ?
Salut,
Dans une expérience donnée, déjà, l'important est de savoir qu'il y a un miroir et comment il se comporte.
Ensuite, il n'y a pas mesure par le miroir car l'état de la particule n'est pas modifié à part sa direction et l'absorption (je vais y venir).
Prenons un photon qui serait dans un état superposé |direction 1> + |direction 2>.
Après réflexion, il sera dans l'état |direction 1 réfléchie> + |direction 2 réfléchie>
il n'y a donc pas de problème.... tant qu'on sait que le miroir est là.
Prenons maintenant le cas de l'absorption, toujours gênante d'ailleurs dans le cas des expérience.
On aura le photon après réflexion dans un état :
|absorbé> + |réfléchi>
(avec un tout petit coefficient, non écrit ci-dessus, pour l'absorption, de préférence).
L'état absorbé est juste ça, une absorption. Ce n'est pas une mesure (la superposition |mesure> + |non mesure> n'a a priori pas de sens si on considère l'expérimentateur comme classique, j'y reviens plus bas).
La mesure, elle aura lieu plus tard, lorsque l'expérimentateur va enregistrer le résultat du photon arrivant dans un détecteur et dire "mer... où est mon photon" (=> absorbé et mesuré) ou "ah, il est là" (=> réfléchi et mesuré).
D'ailleurs, pour reprendre le photon avec deux directions, l'état complet sera :
|absorbé 1> + |réfléchi 1> + |absorbé 2> + |réfléchi 2>
Pire, l'état absorbé pourrait être |atome 1 du miroir dans un état excité> + |atome 2 ...> + etc....
Maintenant, pourquoi considérer l'expérimentateur comme classique et pas le détecteur, le dispositif d'enregistrement du résultat, etc.... ?
En fait, on peut mettre la barre à plusieurs endroits et considérer la réduction un peu où on veut. Il y a beaucoup de liberté (étrange, n'est-ce pas ?C'est dû à la linéarité de l'équation de Schrödinger) Il y a cependant deux contraintes :
- Il ne faut pas que des états puissent produire des interférences quantiques (sinon, considérer que l'état serait réduit est une erreur, un peu comme si avec Young on considérait que la particule passe par une seule fente, bien précise. Dans ce cas, comme Feynman le dit, un simple argument de comptage montre qu'il ne peut y avoir d'interférence)
- On peut considérer la réduction dès qu'il y a décohérence (cela supprime justement ces interférences). C'est le cas en pratique de tous les appareils macroscopiques. Mais cela ne s'applique pas au miroir, car ce n'est pas l'état du miroir qui nous intéresse, mais l'état du photon qui, lui, est loin d'être macroscopique (il subit d'ailleurs peu la décohérence car il n'interagit pas beaucoup avec l'environnement tant qu'il n'est ni diffusé ni absorbé).
On comprend dès lors qu'il y ait des interprétations bizarres comme "réduction par la conscience")
Dernière modification par Deedee81 ; 10/02/2012 à 10h26.
"Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)
Ou qu'on puisse détecter une intrication entre deux parties du système (ça aussi la décohérence le "détruit").
"Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)
"Mesures directes" ne signifie pas grand chose, en fait... Le phénomène de la mesure, proprement dit, reste un peu énigmatique, puisqu'en toute rigueur on ne peut en faire état que lorsqu'un observateur "prend connaissance" du résultat...(Ce qui ne veut pas dire que le résultat n'est effectif, n'existe, qu'à ce moment-là...mais simplement que le formalisme sur l'état du système ne permet pas d'en dire plus que des superpositions de possibilités de résultat).
Donc, quand j'ai mentionné "dispositif d'expérimentation, observation, et mesure", j'entendais l'ensemble de l'appareillage qui va permettre qu'une mesure ait lieu. Et les miroirs font partie de cet appareillage. Tout l'appareillage macroscopique est en quelque sorte intermédiaire entre "ce qui se passe" au niveau quantique et l'observation/mesure...
Non, on ne sait rien tant qu'on n'a pas mesuré...
Mais Deedee81 a tout bien mieux expliqué tout ça.
Toutefois :
Le problème à ce jour irréductible de la MQ (auquel même la décohérence ne répond pas vraiment, même si elle s'approche partiellement de la réponse) est vraiment dans cette damnée mesure... L'interprétation par la conscience, en plus d'être très étrange, n'a pas grand sens, car elle explique une énigme (la mesure), par une autre encore plus grande (la conscience). Cela semble venir de la difficulté à considérer la fonction d'onde comme un pur formalisme, ce qui pousse à chercher une cause matérielle à la réduction du paquet d'onde... Dans l'interprétation de Bohr, cette réduction ne pose pas de problème, puisqu'elle est purement formelle. D'ailleurs, Bohr ne parle jamais de cette supposée réduction. (Ce sont Dirac et Von Neumann, entre autres, qui ont mis le brin dans cette affaire...Maintenant, pourquoi considérer l'expérimentateur comme classique et pas le détecteur, le dispositif d'enregistrement du résultat, etc.... ?
(...)
On comprend dès lors qu'il y ait des interprétations bizarres comme "réduction par la conscience"
Cela dit, ça n'explique pas la mesure, qui in fine est la prise de connaissance par un(des) sujet(s) du résultat... Peut-être la question de fond est de savoir si on peut comprendre ce qui se passe lors d'une mesure sans avoir une compréhension scientifique de ce qu'est un sujet...
(De même que personne n'a jamais vu un atome ou un électron, personne n'a jamais vu un sujet).
Je persiste et signe lorsqu'un photon interagit avec le miroir celui-ci peut être transformé en mesure de l'impulsion du photon incident si celui-ci est réfléchi et en énergie thermique si le photon est absorbé. D'ailleurs si on peut compter les photons incidents on saura s'il a été absorbé ou réfléchi avec une mesure de l'impulsion, (c'est comme les voiles solaires) une non impulsion correspondant à une absorption. On connaîtra également sa position lors de la mesure de l'impulsion puisqu'on saura que le photon était sur le miroir à l'instant t. De plus Deedee je ne comprends pas pourquoi tu fait allusion à 2 directions puisqu'il n'y en a qu'une !
Sinon pour les fentes d'Young peut-on écrire l'état superposé |onde> + |corpuscule> ?
Bon je vais réfléchir !
