Observateur quantique
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Observateur quantique



  1. #1
    invite21348749873
    Invité

    Observateur quantique


    ------

    Bonjour
    La "réalité" d'un systeme observé résulte si j'ai bien compris, de l'interaction entre ce systeme et l'observateur.
    Si l'observateur ne fait pas de mesures selon un protocole précis et qu'il se contente de regarder, et d'utiliser uniquement ses sensations pour décrire le systeme, il y a donc autant de réalités que d'observateurs.
    Cette conclusion est elle correcte?

    -----

  2. #2
    Deedee81
    Modérateur

    Re : Observateur quantique

    Salut,

    Citation Envoyé par Arcole Voir le message
    La "réalité" d'un systeme observé résulte si j'ai bien compris, de l'interaction entre ce systeme et l'observateur.
    Si l'observateur ne fait pas de mesures selon un protocole précis et qu'il se contente de regarder, et d'utiliser uniquement ses sensations pour décrire le systeme, il y a donc autant de réalités que d'observateurs.
    Cette conclusion est elle correcte?
    Je ne vois pas trop le lien entre "pas de protocole précis" et "autant de réalité que d'observateur".

    Quelle que soit la méthode utilisée par un observateur (ses yeux, un appareil x,y,z, etc...) il aura un résultat différent des autres (sauf s'ils utilisent un appareil en commun ).

    Ensuite, concernant cette façon de voir : "il y a donc autant de réalités que d'observateurs", tu fais référence il me semble à la mécanique quantique relationnelle de Rovelli. C'est évidemment une question de goût. On aime ou pas cette interprétation.

    Personnellement, j'aime beaucoup le relationnel mais je trouve le point de vue de Rovelli un peu trop extrême. Ainsi, le fait que les différents observateurs ont chacun des résultats indépendants peut poser un problème lorsqu'ils échangent leurs résultats. Cela oblige d'introduire une "règle de compatibilité" que je trouve ad hoc. Je préfère l'éviter en adoptant les états relatifs et n'en utilisant le relationnel que comme outil.

    Mais bon, je le redis, c'est une question de goût.
    "Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)

  3. #3
    invite21348749873
    Invité

    Re : Observateur quantique

    Par protocole je voulais dire "mesures a l'aide d'appareils" et non simplement observation passive.
    Si on considere le point de vue de Rovelli, comment peut on concevoir que divers observateurs en mesurant un meme phénomène trouvent des résultats différents?
    Est ce une simple vue de l'esprit? Est ce démontrable?

  4. #4
    Deedee81
    Modérateur

    Re : Observateur quantique

    Salut,

    Citation Envoyé par Arcole Voir le message
    Par protocole je voulais dire "mesures a l'aide d'appareils" et non simplement observation passive.
    En fait une observation passive est une tricherie Par exemple, si je regarde simplement une pomme, c'est parce que je peux la voir. Si je la vois c'est qu'elle reçoit de la lumière qu'elle me réfléchit (tiens, le cas d'une émission spontanée est intéressant à examiner). La lumière ambiante me sert donc "d'appareil de mesure".

    Rovelli s'affranchit de ces difficultés en considérant le processus de mesure comme une simple obtention d'information sans préciser la manière dont celle-ci est obtenue. D'ailleurs ce n'est pas propre à Rovelli. Ce genre d'abstraction est assez commun et ancien.

    Citation Envoyé par Arcole Voir le message
    Si on considere le point de vue de Rovelli, comment peut on concevoir que divers observateurs en mesurant un meme phénomène trouvent des résultats différents?
    Il peut y avoir deux cas :
    - On ne mesure pas la même chose (que ce soit actif ou passif)
    - Les résultats des mesures quantiques étant aléatoires, les résultats peuvent a priori être différents (mais voir la condition de compatibilité : si yoi et moi on observe le même système et qu'on trouve une valeur X d'une propriété donnée, si on la confronte après coup, on doit forcément avoir la même chose).

    Citation Envoyé par Arcole Voir le message
    Est ce une simple vue de l'esprit? Est ce démontrable?
    L'important, au moins dans la vue d'une interprétation, c'est que cette approche respecte les résultats de la mécanique quantique. C'est-à-dire ne soit qu'une manière particulière d'utiliser le formalisme pré-existant. Formalisme validé par l'expérience par ailleurs.

    On peut aimer ou pas (il y a parfois des interprétations franchement bizarres, dont la fameuse interprétation des mondes multiples ou les approches franchement abstraites comme les interprétations modales fortement basées sur la logique quantique. Mais le mot "bizarre" dépend clairement du lecteur, de ses goûts et de ses idées philosophiques).

    Comme je l'ai dit plus haut je trouve son approche trop extrême, trop positiviste. Par exemple, il se refuse à parler de la moindre grandeur quelle qu'elle soit est relationnelle. Ce me semble un peu too much pour deux raisons :
    - Même si la mesure est toujours relationnelle, certaines grandeurs peuvent s'avérer en fin de compte absolue. L'exemple typique est la vitesse de la lumière. La mesure d'une vitesse est toujours relationnelle (on mesure la vitesse par rapport à une référence quelconque) mais il s'avère qu'en fin de compte, pour la lumière, tous les observateurs trouvent toujours 'c' et sont toujours tous d'accord entre-eux. On ne peut donc exclure ce genre de possibilité.
    - Impossible d'avoir un point de vue global avec Rovelli, un point de vue sur l'ensemble de tous les systèmes et observateurs. Tout point de vue quel qu'il soit est forcément le fait d'un observateur, point de vue obligatoirement partiel et partial. Je ne suis pas d'accord. J'ai pensé au concept de "super observateur" qui ne correspond pas à un observateur physique. C'est un observateur purement théorique qui contient les lois physiques et la description de l'ensemble du système. Le super utilisateur c'est le physicien, penché sur sa feuille, qui fait ses calculs et qui modélise l'ensemble de la structure relationnelle. Je suis d'accord avec lui sur le fait qu'un tel super observateur est dangereux, il faut être prudent dans son usage et ne jamais le confondre avec un observateur physique faisant partie intégrante du système analysé. Plusieurs paradoxes résultent de ce type de confusion. Par contre, amha, sa considération théorique n'est pas une hérésie. Chaque observateur attribue au (sous-)système qu'il observe un espace de Hilbert. Le super observateur lui utilise l'espace de Hilbert complet de tout l'ensemble (les sous-systèmes et tous les observateurs physiques). C'est possible dans la mesure où la mécanique quantique relationnelle respecte la MQ traditionnelle et un tel espace de Hilbert global existe toujours. Je me suis d'ailleurs amusé à imaginer un tas de situations possibles (A observe B, ou A observe B qui observe C, ou A et B observent C, ou A observer B et C qui eux observent D,...) et voir dans quelle mesure on peut, à partir des espaces de Hilbert de chaque utilisateur (par exemple dans le premier cas, l'espace de Hilbert que A attribue au système B) reconstituer l'espace de Hilbert global. Ca marche toujours (la condition de compatibilité est indispensable).

    A partir de là on peut considérer l'espace de Hilbert complet du point de vue des états relatifs (la thèse de doctorat d'Everett, où il ne parle pas de ses univers multiples). C'est-à-dire la MQ sans réduction de la fonction d'onde en gros. Et plaquer une structure relationnelle sur les états.

    Ca marche assez bien. Cette façon de faire à, je trouve, des tonnes d'avantages (théorie déterministe, relativiste, dynamique locale mais états non séparables... on ne peut pas tout avoir ). Mais un gros désavantage : c'est fortement non pédagogique. Il n'y a rien à faire de ce point de vue, l'approche habituelle (interprétation instrumentale = Copenhague sans ses oripeaux philosophiques) reste quand même la plus simple.

    J'ai développé ça en long et en large ici : http://www.scribd.com/doc/50186918/M...tique-Tome-VII (j'y reprend en particulier l'interprétation de Rovelli).
    "Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)

  5. A voir en vidéo sur Futura
  6. #5
    Pio2001

    Re : Observateur quantique

    Je continue de penser que l'interprétation d'Everett n'est pas plus déterministe et pas plus locale que les autres...
    Dans un espace vectoriel discret, les boules fermées sont ouvertes.

  7. #6
    Deedee81
    Modérateur

    Re : Observateur quantique

    Citation Envoyé par Pio2001 Voir le message
    Je continue de penser que l'interprétation d'Everett n'est pas plus déterministe et pas plus locale que les autres...
    Celle des multi mondes ? Pour le déterministe c'est une question... de point de vue !!!! Pour la localité, non, pas telle qu'elle en tout cas. Tu as raison.

    C'est pour ça que je ne suis pas trop favorable aux multi mondes. Je préfère me limiter à la base technique des états relatifs et utiliser le relationnel (qui lui est local). Et l'absence de réduction (et de création de mondes) rend l'ensemble déterministe.
    "Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)

  8. #7
    Pio2001

    Re : Observateur quantique

    Ca y est, on est

    Qu'est-ce qu'on fait ? On splitte la discussion encore une fois, ou on en reste là ?
    Dans un espace vectoriel discret, les boules fermées sont ouvertes.

  9. #8
    Deedee81
    Modérateur

    Re : Observateur quantique

    Salut,

    Je ne pense pas qu'on soit tellement HS. La question originale traite aussi de cette difficulté des interprétations de la MQ.
    "Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)

  10. #9
    invite6754323456711
    Invité

    Re : Observateur quantique

    Bonjour,

    Carlo Rovelli s'exprime sur son interprétation épistémologique de la MQ.

    Patrick

  11. #10
    Pio2001

    Re : Observateur quantique

    Merci pour le lien.
    C'est une excellente présentation de l'interprétation relationnelle !

    Par contre, ils n'ont pas du tout abordé les vraies difficultés liées au paradoxe EPR, c'est-à-dire la violation des inégalités de Bell.

    Prédire pour l'observateur P la violation de l'inégalité entre A et B, qui remplacent alors O, est tout simplement impossible de la façon dont ils le présentent, car si les particules a et b vérifient bien les relations conduisant à la valeur prédite, ce n'est absolument pas le cas des observateurs A et B. Alice n'est pas plus une particule de spin 1/2 que Bob, ou aucun de leurs appareils de mesure.

    Pourtant, l'observateur P va observer que l'inégalité de Bell est violée. C'est un fait expérimental.

    L'information conduisant à cette prédiction est accessible à P, mais elle ne peut être la propriété d'aucun objet, car une fois que A et B ont effectué leur mesure, et avant qu'ils n'aient pu communiquer, les particules sont détruites par les détecteurs ! Le seul objet portant l'information conduisant au résultat observé est la fonction d'onde dont P est susceptible de se souvenir. Elle n'est attaché à aucun objet physique, ni même à une relation entre deux systèmes physiques.
    Dans un espace vectoriel discret, les boules fermées sont ouvertes.

  12. #11
    Deedee81
    Modérateur

    Re : Observateur quantique

    Bonjour,

    Merci pour ce lien.

    Je confirme les explications de Pio.

    L'étrangeté de l'intrication ne se résume pas à des aspects liés à la localité ou au caractère relationnel.

    Rovelli donne ici http://arxiv.org/abs/quant-ph/0604064 une explication plus technique et plus approfondie du paradoxe EPR http://arxiv.org/abs/quant-ph/0604064 .

    Mais même si par construction (la mécanique quantique relationnelle utilise le même formalisme que la MQ normale) implique une violation des inégalités de Bell (forcément, cette violation est une conséquence directe du formalisme) je ne suis pas très satisfait de cette approche "purement relationnelle". Je trouve qu'il faut aborder de plus près le fait que l'état n'est pas séparable, ce qui ne peut s'examiner par du pur relationnel (là aussi par construction, c'est carrément interdit dans l'approche "rovellienne").

    Je ne sais pas ce que d'autres peuvent penser de cet article ?
    "Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)

  13. #12
    Pio2001

    Re : Observateur quantique

    Citation Envoyé par Deedee81 Voir le message
    Rovelli donne ici http://arxiv.org/abs/quant-ph/0604064 une explication plus technique et plus approfondie du paradoxe EPR.
    Merci pour le lien.
    Les explications données ne me semblent pas plus détaillées. Au contraire, dans la présentation de 2012 donnée par ù100fil, Matteo Smerlak, 6 ans après l'article sur Arxiv, synthétise exactement la même chose, mais en plus clair et plus concis.

    Dans les deux cas, l'expérience envisagée consiste pour Alice et Bob à mesurer le spin selon le même axe. C'est certes un progrès par rapport à la FAQ Everett de M.C.Price ( http://www.hedweb.com/manworld.htm ) où Alice et Bob mesurent le spin selon deux axes perpendiculaires et constatent qu'il n'y a aucune corrélation, donc aucune non-localité !

    Mais que les mesures d'Alice et Bob soient menées dans des directions perpendiculaires ou parallèles, il n'y a aucune contradiction avec le réalisme local.

    La contradiction apparaît lorsqu'Alice et Bob réalisent leur mesure selon deux axes quelconques, seul cas permattant des corrélations supérieures à la limite fixée par le théorème de Bell.

    Dans l'interprétation relationnelle, supposons un observateur P (par analogie avec le P dans le dessin de la seconde page de la présentation de Matteo Smerlak) qui va rencontrer Alice et Bob et leur demander leurs résultats de mesure.

    Pour reprendre les mêmes notations, il sait que Alice et Bob vont réaliser des mesures sur une paire de particules et . Alice va choisir sa direction de mesure n au dernier moment, et sans en informer quiconque. Bob fait de même et choisira la direction n' qui sera connue de lui seul au moment de la mesure.

    P sait donc que le système est préparé dans l'état



    J'utilise volontairement les notations + et - pour et au lieu des flèches haut et bas, car cela n'aurait de sens que si la direction n était celle de l'axe Oz de notre repère cartésien, ce qui ne sera pas le cas.

    Il sait aussi qu'Alice va réaliser une mesure selon la direction n, et Bob selon la direction n'. Il peut prévoir la probabilité qu'Alice et Bob obtiennent ou non un résultat identique, probabilité qui d'après Bell est incompatible avec toute description locale et réaliste.

    Pour cela, il réécrit l'état du système dans la base



    En notant l'angle formé par les directions n et n', cela donne




    Ici, Smerlak commet une erreur en affirmant, sans détailler, que les observateurs Alice et Bob se comportent comme n'importe quel système quantique. En effet, les relations qui permettent d'obtenir ce résultat ne sont pas valables pour les kets décrivant Alice et Bob. Par exemple pour une direction n formant un angle avec Oz :



    Cette propriété se justifie en rappelant que , et représentent Alice dans trois positions différentes. Ces trois états sont donc trois vecteurs propres de l'observable position. On sait que les vecteurs propres forment une base de l'espace des états. Ils sont donc tous orthogonaux entre eux, CQFD.

    Par conséquent, ce que peut faire P, c'est conserver les kets décrivant les particules, et y juxtaposer ceux décrivant Alice et Bob :




    En développant cette expression et en réarrangeant les coefficients en sinus et cosinus, l'observateur P peut retrouver les corrélations prédites par la MQ, puis en déduire le fameux qui viole l'inégalité de Bell pour une série de n et de n' bien choisis.

    Seulement le problème, c'est que dans cette expression qui décrit l'état d'Alice et Bob relativement à P, on peut voir que ni l'état d'Alice, ni l'état de Bob ne sont séparables de .

    La direction n étant choisie localement par Alice, et la direction n' par Bob, l'observateur P n'est pas en mesure de se donner une description d'Alice et Bob, fût-ce relativement à lui-même, qui soit locale, et qui lui permette de prédire la valeur du paramètre de Bell.
    Pour moi, l'interprétation relationnelle n'a donc aucunement fait avancer le schmilblick en ce qui concerne l'évolution non locale de la fonction d'onde, qui est toujours explicite, même relativement à P.
    Dernière modification par Pio2001 ; 04/10/2012 à 11h30.
    Dans un espace vectoriel discret, les boules fermées sont ouvertes.

  14. #13
    Deedee81
    Modérateur

    Re : Observateur quantique

    Merci pour cette analyse précise. Je vais regarder ça quand j'aurai le temps.
    "Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)

  15. #14
    Pio2001

    Re : Observateur quantique

    Pour être plus clair, la non localité apparaît lorsque l'on introduit les kets d'Alice et Bob dans l'expression décrivant le système. L'état d'Alice se retrouve décomposé selon des coefficients qui sont fonction de n', la direction choisie secrètement par Bob à distance, et l'état de Bob se retrouve décomposé selon des coefficients qui sont fonction de n, l'angle choisi secrètement par Alice à distance.

    Et ces coefficients sont ceux-là mêmes qui conduisent à la valeur de , et violent l'inégalité de Bell.
    Dans un espace vectoriel discret, les boules fermées sont ouvertes.

  16. #15
    Deedee81
    Modérateur

    Re : Observateur quantique

    J'appelle cela non séparable plutôt que non local. Mais, bon, ça fait un peu rhétorique comme remarque.

    Et ça n'enlève rien à tes objections.
    "Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)

  17. #16
    Pio2001

    Re : Observateur quantique

    Oui, c'est lié par la relation suivante : Si un objet non séparable de dimention x change d'état en un temps t tel que t<x/c, alors son évolution est dite non locale.
    C'est ce qu'il se passe ici. L'expression de la fonction d'onde est non séparable, et elle change entre l'instant t-epsilon qui précède les mesures d'Alice et Bob et l'instant t+epsilon qui suit les mesures d'Alice et Bob.

    Cette expression n'est dans tous les cas qu'une simple information détenue par un observateur faisant des prédictions, nous sommes d'accord. La relativité n'est pas "objectivement" violée.

    Par contre, épistémologiquement...
    Dernière modification par Pio2001 ; 04/10/2012 à 13h14.
    Dans un espace vectoriel discret, les boules fermées sont ouvertes.

  18. #17
    invite21348749873
    Invité

    Re : Observateur quantique

    Bonjour
    Et merci pour ces analyses qui dépassent pour le moment mon niveau de compétence.
    Je voudrais poser une question simple.
    Dans notre monde visible, je percois des objets materiels, lorsque je suis pres d'eux; cela veut dire en gros, que j'interfère avec eux, si j'ai bien compris.
    Si je m'en éloigne à des centaines de kilometres, je ne les vois plus et je ne peux donc plus rien dire sur eux.
    Mais si je reviens pres d'eux , je vais les retrouver tels que je les ai laissés; comment cela est il compréhensible et expliquable , en utilisant lesoutils de la MQ?
    Est ce que meme loin d'eux , j'interfere avec les objets?
    Y a t il vraiment des objets quand je ne suis plus là? et meme quand je suis là?
    Et s'il n' y a pas d'objets, juste des "paquets d'onde" pourquoi ces paquets restent ils identiques sans se diluer dans le temps?

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