Intrication (un de plus)

[Alikendarfen]

Bonjour,

Un de plus en effet car malgré les nombreuses discussions déjà ouvertes sur le sujet de l'intrication quantique, je ne trouve pas l'explication que je cherche.

2 particules sont intriquées (je ne sais pas comment ça se passe, mais mettons qu'elles le sont).
A l'issue, ces particules sont séparées dans l'espace.
Puis lorsqu'on mesure l'une, on trouve systématiquement son image dans l'autre.

Mettons que chaque particule ait à la base deux états possibles, par exemple (+,-).
A l'issue de l'intrication, la théorie dit qu'on n'a plus 4 états possibles pour la paire (++, --, +-, -+), mais seulement deux (+-, -+).
Et effectivement, lorsqu'on mesure '+' d'un côté, on mesure '-' de l'autre (et inversement), et cela même si les deux mesures sont réalisées telles que ces particules n'ont pas le temps de communiquer leur état l'une à l'autre.

Mais si j'ai bien compris, on parle de mesure d'un '+' (par exemple), et non pas du fait d'imposer un '+' à l'une des particules (pour le dire autrement, on regarde son état, mais on n'impose pas cet état... wikipédia indique des "propriétés physiques observées").

De là, je n'arrive pas à comprendre pourquoi on parle de perte de causalité, de transmission plus rapide que la lumière, voire de téléportation.

En effet, ne serait-il pas simplement possible que l'état de chacune soit acquis lors de l'intrication ? Cet acquis commun reste quantique tant que non observé, mais ne l'est plus dès l'observation et on retrouve alors un état acquis précédemment.

Plus rien de mystérieux donc ? Mais sans doute j'ai raté quelque chose...
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[chaverondier]

Plus rien de mystérieux donc ? Mais sans doute j'ai raté quelque chose...

Oui. La violation des inégalités de Bell.

Mettons que chaque particule ait à la base deux états possibles, par exemple (+,-).

Non. Ca c'est une pièce qu'on tire à pile ou face, un bit classique donc, pas un bit quantique. Un bit quantique possède autant de couples +/- possibles que de points sur une 1/2 sphère : la sphère dite de Bloch.

Alice peut faire "un tir à pile ou face" (une mesure de spin pour un spin 1/2 par exemple) selon la direction x, y, z et, plus généralement, un "tir à pile ou face" selon la direction (thêta, phi) (thêta : angle polaire et phi : angle azimutal sur la sphère de Bloch). Dans tous les cas, la mesure de spin de Bob donne le résultat opposé au résultat de mesure de spin d'Alice à la condition que la mesure de spin de Bob soit faite selon la même direction que la mesure de spin d'Alice.

Si la direction de "tir à pile ou face" (de mesure de spin) de Bob fait un angle psi avec la direction de "tir à pile ou face" (de mesure de spin) d'Alice, la probabilité qu'ils obtiennent des spins de signe opposé chute à la valeur cos²(psi/2) (et la probabilité qu'ils obtiennent des spins de même signe monte donc à sin²(psi/2)).

[Alikendarfen]

Merci Chaverondier,

Suite à ton indication, je suis allé voir des explications sur le théorème de Bell.
(ici : http://fr.wikipedia.org/wiki/In%C3%A...C3%A9s_de_Bell)
(et ici : https://www.google.fr/url?sa=t&rct=j...,d.d2k&cad=rja)

Il s'agit maintenant de vérifier si j'ai compris... ^^, donc je tente de formuler (à ma façon) :

La théorie quantique amène à ce qui semble être une contradiction concernant les particules intriquées. En très résumé, les probabilités ne s'appliquent plus dans certaines situations.

Pour vérifier que ce "défaut de probabilité" n'était pas dû à des variables cachées (caractéristiques qu'auraient acquises les particules lors de l'intrication et dont on ignore la forme) Bell a établit un calcul pour comparer les résultats de la théorie quantique à tous systèmes de variables cachées. Les variables cachées étant aussi synonymes de principe de causalité : car Bell porte dans son calcul (ou d'autres calcul faits ensuite, notamment avec des formes stochastiques) 'toutes les causes possibles'.

Comme les résultats des expériences sont en accord avec la théorie quantique et différents de ce qu'on attend avec tous systèmes comportant des variables cachées, ça ne sont donc pas les variables cachées qui expliquent ces phénomènes (corrélations des états des particules intriquées).

Et comme la prise en compte de ces variables cachées (par le théorème de Bell) s'appuie sur un principe de causalité. Il semble que ce principe doit être remis en cause.


Bon... je ne suis sûr de rien (dans ma reformulation), et surtout c'est maintenant la dernière phrase qui me pose le plus de problèmes, d'autant plus que j'ai vu par ailleurs (mais je ne retrouve plus le lien) que tout ça ne remet pas nécessairement en cause les principes de causalité (en l'occurrence, pas en règle générale).

Qu'en est-il ? Où trouver des explications (bien construites mais restant assez simples) ?

Merci !

[Nicophil]

Bonjour,

Pour vérifier que ce "défaut de probabilité" n'était pas dû à des variables cachées (caractéristiques qu'auraient acquises les particules lors de l'intrication et dont on ignore la forme) locales, Bell a établit un calcul pour comparer les résultats de la théorie quantique à tous systèmes de variables cachées locales.

Comme les résultats des expériences sont en accord avec la théorie quantique et différents de ce qu'on attend avec tous systèmes comportant des variables cachées locales, ça ne sont donc pas les variables cachées locales qui expliquent ces phénomènes (corrélations des états des particules intriquées).

Bell cherchait, à la suite de Broglie et Bohm, une théorie dite péjorativement "à variables cachées" (mais les Bohmiens s'opposent à cette appellation !).
Avec son théorème, il démontra que ces soi-disant "variables cachées" ne sauraient être locales.

Cf. https://fr.wikipedia.org/wiki/Th%C3%...-localit.C3.A9.

[A voir en vidéo sur Futura]

[Alikendarfen]

Bonjour Nicophil,

Bell cherchait, à la suite de Broglie et Bohm, une théorie dite péjorativement "à variables cachées" (mais les Bohmiens s'opposent à cette appellation !).
Avec son théorème, il démontra que ces soi-disant "variables cachées" ne sauraient être locales.

Cf. https://fr.wikipedia.org/wiki/Th%C3%...-localit.C3.A9.

Merci de ce retour. J'avais entre-temps vu des choses concernant cette notion de localité (qu'on peut voir comme une sorte de périmètre avec ses propres caractéristiques et perméable aux interactions, si j'ai bien compris).

Mais du coup (et conformément au lien que tu as indiqué), ça suppose une étendue pour ces variables (ou de quelque chose qui les concrétise) ? Un peu comme si ces variables (même si le terme n'est pas bon) était un canal de distance nulle ou dans lequel les choses vont très vite transmettant une information entre les deux particules ?

Donc, ça préexiste (on garde la causalité), mais on perd la vitesse limite c ou bien (je dis un peu n'importe quoi... mais c'est pour arriver à comprendre par analogie, n'ayant pas les bases suffisantes) on passe par un chemin qui n'est pas dans le dimensions classiques ?

Également, une chose qui m'interpelle, c'est que dans ce monde non déterministe car lié à des probabilités d'existence, ce 'canal' ou 'chemin' (ou peu importe le nom), lui, il est déterministe, au sens ou on a une sorte de garantie de préserver l'intrication et les résultats qui en découlent... enfin... si j'ai bien compris... ?

Ou alors (je cherche toujours à comprendre par des images), c'est un peu comme si les deux particules c'était liées en une seule (mais non symétrique) et capable de prendre une très grande étendue ?

[Nicophil]

Ce que je sais, c'est que pour les bohmiens la MQ est déterministe et non locale.
Mais à part ça je ne comprends rien à ce qu'ils ont en tête...

[Alikendarfen]

Ce que je sais, c'est que pour les bohmiens la MQ est déterministe et non locale.
Mais à part ça je ne comprends rien à ce qu'ils ont en tête...

D'accord, mais (toujours si j'ai bien compris), c'est soit non local, soit non causal (voire les deux, je sais pas).

Mais si c'est non causal (pas lié à cette histoire de variable caché obtenu lors de l'intrication), c'est donc non local aussi puisque c'est du non local à l'issue des mesures faites après les filtres (après les mesures à distances sur les deux particules)...

Du coup... O_o...

... est-ce que ces "deux types" de non localité (celle issue de la source de l'intrication et celle lors des mesures de corrélation) ont le même sens ?

[chaverondier]

Ce que je sais, c'est que pour les bohmiens la MQ est déterministe et non locale.

Et pour la formulation time symmetric de la mécanique quantique (de Aharonov, Bergmann, Lebowitz, Albert, Vaidman, Elitzur, Steinberg, Kwait, Lundeen, Tollaksen, Popescu et quelques autres) la variable cachée c'est, d'une certaine façon, la fonction d'onde future inconnue évoluant à rebrousse-temps (cf. le two state vector formalism Yakir Aharonov, Lev Vaidman (Jun 2007) http://arxiv.org/abs/quant-ph/0105101v2 ).

A noter que l'interprétation time symmetric de ma mécanique (1) ne découle pas d'une simple "coquetterie interprétative". La formulation time symmetric proposée par Aharonov, Bergmann, Lebowitz en 1964 a donné lieu, en 1988, à la mesure faible. La mesure faible a reçu depuis cette date de multiples confirmations et utilisations expérimentales indépendantes. Plus personne ne conteste la mesure faible du point de vue de ses résultats eux-même. Seule l'interprétation rétrocausale qui lui est attribuée par ses auteurs, reste (en s'en serait douté) encore minoritaire (mais elle me semble gagner du terrain).

(1) J'ai commencé à lire un peu sérieusement les travaux sur la formulation time symmetric de la mécanique quantique, la mesure faible et les probabilités faibles négatives du paradoxe dit des 3 boîtes suite à un fil sur futura. Il y était rappelé que l'équation engendrant l'équation de Schrödinger (et d'ailleurs aussi celle engendrant l'équation de Dirac), possèdent deux solutions dites conjuguées :

• l'une évoluant du passé vers le futur
• l'autre pouvant s'interpréter comme évoluant du futur vers le passé.

En fait, l'idée c'est de définitivement abandonner le point de vue attribuant à l'écoulement irréversible du temps du passé vers le futur un caractère ontologique; Il s'agit donc de restituer au principe de causalité et à la notion d'irréversibilité de l'écoulement du temps le statut qu'il semble légitime de lui attribuer (du moins du point de vue de la symétrie T et du point de vue du second principe de la thermodynamique): celui d'émergence thermodynamique statistique, cf. Diamonds's Temperature: Unruh effect for bounded trajectories and thermal time hypothesis P. Martinetti, C. Rovelli (Feb 2004) http://arxiv.org/abs/gr-qc/0212074

Bref, l'invariance de Lorentz a fait perdre à la notion simultanéité son statut objectif. Concernant la facette irréversibilité+causalité relative aux propriétés du temps, on peut :

• soit envisager de faire machine arrière et rechercher un référentiel quantique privilégié universel (une violation d'invariance de Lorentz qui serait fondamentale et non découlant d'une brisure spontanée de symétrie de nature thermodynamique) pour pouvoir attribuer à la fonction d'onde le statut de grandeur physique intersubjective ET en même temps conserver le principe de causalité. C'est ce que proposent les Bohm, Bell, Scarani, Valentini, Percival et quelques autres (Gisin n'exclut pas totalement cette possibilité me semble-t-il tout en restant très prudent)
  .
• soit au contraire aller un pas plus loin dans l'interprétation relationnelle de la physique et attribuer AUSSI au principe de causalité et à l'écoulement irréversible du temps un caractère relationnel (comme le font C. Rovelli et A. Connes cf. le théâtre quantique) tirant ainsi les conséquences de la symétrie T des lois de la physique (comme Einstein l'a fait en son temps avec l'invariance de Lorentz et sa conséquence : l'abandon d'une simultanéité universelle à caractère antérieurement considéré comme fondamental).

Bien sûr, l'interprétation des probabilités faibles négatives (associées à des effets qu'on sait observer) comme une manifestation d'interactions rétrocausales n'est pas l'interprétation majoritaire. Le point de vue pour l'instant très largement majoritaire exploite au contraire une autre possibilité d'interprétation (proche, dans l'esprit, de l'interprétation positiviste de Copenhague). Il s'agit de l'hypothèse selon laquelle il ne faut pas chercher à attribuer au vecteur d'état plus que la fonction prédictive qu'il remplit : son caractère d'outil de prédiction statistique.

Ce point de vue est présenté comme avantageux car il est décrit par ses défenseurs comme ne s'appuyant sur aucun préjugé métaphysique. Grâce à ça, il est possible, sans incohérence logique, de conserver à l'écoulement irréversible du temps dans le sens passé futur un caractère supposément fondamental continuant ainsi à projeter au niveau quantique la vision de l'écoulement irréversible du temps que nous percevons à notre échelle macroscopique.

[Alikendarfen]

Pour information, j'ai fini par trouver un texte donnant des explications que je peux comprendre (j'espère) ici :

http://www.mathematik.uni-muenchen.d...ont-mq1new.pdf

Ce texte de Jean Bricmont s'intitule "La mécanique quantique pour non physiciens" (et je pourrais ajouter 'pour non mathématiciens'). Il y a très peu de math et donc ça peut intéresser des gens. Quelques lectures préalables sont tout de même nécessaires (j'avais préalablement lu beaucoup d'articles sur wikipedia que je n'ai pas réellement compris pour la plupart mais qui m'ont donné la 'culture' minimale pour aborder le texte de Jean Bricmont).

De ma compréhension, il y explique (en très résumé) :
- Les conséquences du théorème de Bell ont longtemps été mal exploitées et en particulier le fait qu'il est 'nécessaire' d'abandonner la non localité
- La théorie de Bohm apporte une réponse en ce sens et cette réponse s'inscrit dans la mécanique quantique (donc est cohérente avec elle)
- De là, le paradoxe EPR et tout ce qui s'en suit ""tombe""
- La théorie a un caractère ontologique

@Nicophil, merci pour m'avoir donné ces pistes. Par contre, si vous avez des textes accessibles pour expliquer d'avantage la teneur de la théorie de Bohm, je suis preneur !

@Chaverondier, j'ai beaucoup plus de mal avec la lecture de http://arxiv.org/pdf/quant-ph/0105101v2.pdf mais je vais essayer de m'accrocher !

soit au contraire aller un pas plus loin dans l'interprétation relationnelle de la physique et attribuer AUSSI au principe de causalité et à l'écoulement irréversible du temps un caractère relationnel (comme le font C. Rovelli et A. Connes cf. le théâtre quantique) tirant ainsi les conséquences de la symétrie T des lois de la physique (comme Einstein l'a fait en son temps avec l'invariance de Lorentz et sa conséquence : l'abandon d'une simultanéité universelle à caractère antérieurement considéré comme fondamental).

Intuitivement, j'arrive à comprendre que ce soit une approche aussi légitime et compatible avec le principe de causalité. Mais, et si cette approche n'est pas finalement complètement équivalente à celle de Bohm, est-ce qu'on ne devrait pas retrouver une limite (par exemple 2c) aux effets qui pourraient être considérés dans ce cadre comme rétro-causaux (par exemple l'expérience d'Aspect) ?

[Alikendarfen]

PS en référence à mon message précédent : je viens de lire qu'il y a différentes controverses concernant Jean Bricmont dont j'indique le texte ci-avant. Il va sans dire que ces controverses ne sont en aucune manière liées au sujet qui nous occupe ici...

[chaverondier]

J'ai beaucoup plus de mal avec la lecture de http://arxiv.org/pdf/quant-ph/0105101v2.pdf mais je vais essayer de m'accrocher !
Intuitivement, j'arrive à comprendre que ce soit une approche aussi légitime et [in]compatible avec [l'attribution d'un caractère fondamental au lieu d'un caractère d'émergence statistique au] principe de causalité

Ce document là est moins technique mais plus accessible :
Introduction to Time Symmetric Quantum Mechanics (TSQM) Jon Trevathan https://www.facebook.com/notes/jon-t...50203538574263
Ce document est écrit par un avocat ! Mais il a quand même bien compris les conférences qu'il a écoutées.

[Alikendarfen]

Ce document là est moins technique mais plus accessible :
Introduction to Time Symmetric Quantum Mechanics (TSQM) Jon Trevathan https://www.facebook.com/notes/jon-t...50203538574263
Ce document est écrit par un avocat ! Mais il a quand même bien compris les conférences qu'il a écoutées.

Bon... je ne vous cacherai pas que j'ai du mal, à la lecture du lien que vous avez indiqué. Voir ci-après, mais avant ça quelques mots sur l'expérience de la gomme à choix retardé et les différentes étapes de mise en œuvre du dispositif décrites ici http://fr.wikipedia.org/wiki/Exp%C3%...x_retard%C3%A9.

Excusez ces lignes si elles sont trop naïves... leur seul but est de valider (ou pas) ma compréhension par vos réponses.

Prenons la situation où nous avons seulement les appareils A, B, C et I (voir schéma du lien ci-dessus) et où l'on joue sur la présence des capteurs J et K (sans les miroirs E et D, donc sans la gomme et sans G et H).

Sauf incompréhension de ma part :
- Sans les capteurs J et K, interférences constatées en I
- Avec l'un (au moins) des capteurs J et K, pas d'interférence en I
(on est dans la situation des fentes de Young à laquelle on a ajouté l'intrication des photons issus des filtres bas)

Tout se passe donc comme si la "nature" avait "conscience" à l'avance de la présence de J et K. Je ne sais pas si la théorie de Bohm ou bien TSQM intègrent ce phénomène (rien trouvé de directement explicite sur le sujet).
Mais que se passerait-il si l'on faisait "fondre" (physiquement) J et K de telle manière qu'ils perdent progressivement leur faculté de mesure ?

A priori, de deux choses l'une :
- Soit, les capteurs étant fondus, les franges réapparaissent : mais auquel cas, la "nature" aurait "conscience" du rôle du dispositif... ce qu'on va exclure (je pense)
- Soit, les franges sont toujours absentes et donc cela pourrait s'interpréter simplement comme la perte du caractère "d'objet isolé" pour le photon

Si c'est correct, l'impact de la notion de mesure est en fait nul et on a bien l'impact de l'interaction de deux corps (le photon et le capteur qu'il soit fondu ou pas).

Donc je pars du principe que Bohm ou TSQM "résolvent" le sujet en considérant la présence a priori ou non des corps en question (ou plus globalement de tout corps présent dans le domaine de l'expérience).

De plus, comme il est précisé que l'expérience montre que le phénomène ne change pas quelle que soit la distance où sont placés les capteurs J et K et qu'on constate que le phénomène est instantané, c'est donc (?) que tout se passe comme s'il existait un "tissu" partout présent (spatialement) et toujours présent (temporellement) qui sous-tend ces phénomènes.

Partant de là, voici ce que je ne comprends pas pour Bohm et pour TSQM (pour TSQM, cet article http://fr.wikipedia.org/wiki/Th%C3%A...ler_et_Feynman est le seul jusque là que j'ai peut être un petit peu compris) :

- Bohm
La théorie exprime une onde guide qui conduit la particule. Cette onde guide est celle de la particule (c'est son onde propre ? ou onde "propre" n'a finalement plus de sens ?), formée par interaction avec ce "tissu". Et ce tissu rend compte tout le temps et partout de l'environnement (l'univers ?) autour de la particule. Donc l'expression de l'onde guide par cette théorie (sa formulation) tient compte du tissu et donc tient compte de l'environnement (par exemple les capteurs J et K). Est-ce correct ?

- TSQM
Ce que je ne comprends pas ici est relatif à la symétrie temps. J'interprète (peut être à tort) que symétrie temps signifie que le phénomène du temps inverse suit les mêmes règles que le "temps normal". Si c'est le cas, ça signifierait que l'onde correspondante a une vitesse limite.
Si on reprend le dispositif (partiel) de la gomme quantique ci-avant.
Cette fois-ci il ne s'agit plus de faire fondre le capteur, mais de l'amener progressivement sur la trajectoire de la particule.
Si tous ces phénomènes sont linéaires, on devrait pouvoir visualiser une modification de la forme des franges sur I (traduisant un niveau de proximité entre le capteur et la trajectoire de la particule) ?
S'ils ne le sont pas, alors le phénomène n'est pas réellement instantané mais se produit à la vitesse de l'onde inverse ?
(les mêmes problématiques se posent peut être aussi pour Bohm, mais je n'arrive pas à complètement le visualiser)


Concernant le texte de Jon Trevathan. Je n'ai pas compris pourquoi on constate A(t+1)=B(t+1)=1. Je l'interprète comme une convergence de l'onde avant mesure, mais je ne suis pas sûr... également pour le contenu (supposé ?) de C(t+1), comme le reflet d'une loi de conservation, mais si oui, laquelle ? ... qu'en est-il ?

[Alikendarfen]

Tout ça m'amène à d'autres réflexions (qui découlent indirectement du sujet, mais qui sortent un peu du cadre de la discussion : j'espère que ça n'est pas à l'encontre des règles du forum...).

Ces théories (Bohm ou TSQM), voire même simplement les constats faits sur l'expérience citée précédemment (en eux-mêmes, ou en tout cas leurs interprétations amenant à tenter de concevoir des théories), laissent penser qu'absolument tout est déterministe. En particulier du fait qu'on parle ici de ce qui compose toutes choses (selon nos connaissances).

Sur le principe, le fait qu'on connaisse ou pas la "bonne théorie" ne changerait rien : il y a des règles strictes dans la nature.

Donc le fait que, depuis le début de cette discussion, j'ai parcouru et lu des dizaines de pages internet pour tenter de comprendre n'est en rien lié à ma volonté : ça découle de ces règles.

Idem, le fait que l'être humain découvre (ou pas) ces règles découlerait de ces règles.

C'est très troublant !!

Si vous avez des lectures à conseiller sur ce plan là (partant de constats techniques et scientifiques "tangibles"), je suis preneur.

[Alikendarfen]

Merci de bien vouloir 'oublier' mon post précédent :

Tout ça m'amène à d'autres réflexions... etc.

qui en plus de nous écarter du sujet est probablement stupide... désolé