Des croquettes pour le chat de Schrödinger

[pmdec]

Dans la fameuse expérience de pensée mettant en jeu ce pauvre chat, je crois avoir compris que la décohérence du chat (un beau titre de roman ...) intervient au moment où l'on ouvre la boîte.
Mais supposons que quelqu'un ait mis dans la boîte quelques croquettes. Il est alors possible, en autopsiant le chat, de savoir quand il a mangé sa dernière croquette. Et donc de fixer un intervalle de temps pour sa mort.
Or, seul un chat vivant mange des croquettes, même quand son maître fait de la physique. Le moment de la décohérence dépend-il donc du fait qu'on pratique ou non une autopsie du chat ?
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[invite4d7a968b]

Bonjour,

L'autopsie ne change pas le fait que l'état quantique sera fixé par une observation. C'est ce qu'illustre cette expérience de pensée.
Dans ton exemple, on connaitra effectivement le moment de la mort une fois l'autopsie pratiquée. Mais avant d'ouvrir la boite et de pratiquer l'autopsie, le chat est "mort-vivant".

Donc l'idée des croquettes n'apporte rien de plus à l'expérience à mon avis.

[invite8316768b]

En effet,

tout l'interet de la quantique, c'est la coexistance de tous les états de la particule avant la mesure.
Ainsi, tant qu'on ne regarde pas dans la boite du chat de S, les deux états possibles sont "mort" et "vivant"; mathématiquement, la fonction d'onde est une combinaison linéaire des deux états.
Quand on regarde dans la boite, on fait ce que l'on appele "une mesure", qui va changer irrémediablement le système et donc l'équation de l'onde.
Ici, on voit si le chat est mort ou vivant. La fonction d'onde ne sera donc plus une combinaison linéaire des deux états mais uniquement un état.

La quantique, c'est fantastique

[pmdec]

.../...Quand on regarde dans la boite, on fait ce que l'on appele "une mesure", qui va changer irrémediablement le système et donc l'équation de l'onde.
Ici, on voit si le chat est mort ou vivant. La fonction.../...

Entièrement d'accord sur le fait que c'est "la mesure" qui change le système. Mais, personnellement, je ne vois pas de différence entre "la mesure" qui est réalisée quand on trouve la boîte (on voit si le chat est mort ou vivant) et la détermination de l'heure de sa mort par autopsie : il s'agit aussi d'une "mesure". Les 2 seules différences entre "voir" et "autopsier" sont :
- un décalage différent dans le temps par rapport à l'évènement (vitesse de la lumière jusqu'à l'observateur quand la boîte est ouverte vs temps que prend l'autopsie pour arriver à une conclusion)
- et surtout : on ne peut "échapper" à la vision, MAIS on peut, ou non, réaliser l'autopsie, ce qui change rait le moment de la décohérence (ce qui me "gêne").

.../...Dans ton exemple, on connaitra effectivement le moment de la mort une fois l'autopsie pratiquée. Mais avant d'ouvrir la boite et de pratiquer l'autopsie, le chat est "mort-vivant". .../...

Si l'autopsie permet d'affirmer que le chat était vivant une heure avant d'ouvrir la boîte, alors il me semble que ce n'est pas l'ouverture de la boîte qui a provoqué la décohérence, mais l'autopsie.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite8915d466]

Il ne faut pas confondre décohérence et projection du paquet d'onde.

LA décohérence est le fait qu'un état superposé se couple avec l'environnement et devient très vite un état inextricable où les différentes possibilités de mesure se retrouvent "mélangées " à l'environnement. C'est ce qu'il se passe dès qu'un systéme quantique microscopique se couple a un appareil de mesure, et dans le cas du chat de Schrödinger dès qu'on commence la mesure : en effet si l'atome radioactif se trouve initialement dans un état non décomposé, dès la première fraction de seconde il se trouve superposé avec une composante intacte (majoritaire au début puis de moins en moins) et une composante désintégrée. Ces composantes se retrouvent "mixées" avec le chat. Ainsi la décohérence a lieu tout de suite, avant qu'on ouvre la boîte.

La décohérence prépare donc un état macroscopique mélangeant plusieurs composantes classiques. C'est ensuite (?) la "projection" du paquet d'onde qui "choisit" une des composantes classiques. La question mystère est : quand est ce que ces différentes composantes se réduisent à une seule, par le mécanisme de projection?

En fait pour des raisons pédagogiques, Schrödinger a supposé que le mécanisme de décohérence s'arrêtait au chat, et que le chat ne se couplait pas à son environnement : le couplage n'étant réalisé qu'au moment de l'ouverture de la boïte ; c'est à ce moment là peut être qu'aurait lieu laa "projection".
Naturellement ce n'est pas vrai, et a mon avis Schrödinger (qui avait oublié d'etre idiot) le savait pertinemment. La boîte n'est jamais isolée thermiquement et gravitationnellement par exemple. Ainsi la décohérence propage le mélange très vite a l'extérieur de la boîte. Dejà avant de l'ouvrir, l'extérieur s'est retrouvé corrélé à l'intérieur de la boîte et les différentes possibilités décorrélées entre elles. La projection a pu dejà avoir eu lieu, l'ouverture de la boîte ne servant qu'à "vérifier" sur quel état l'environnement a été projeté.

Les théoriciens "vendeurs" de la décohérence ont prétendu que ça résolvait le problème. A mon avis ça ne résout rien du tout, parce que ça ne dit toujours pas à quel moment la projection a eu lieu (si elle a lieu..). Il est sûr que la décohérence ne s'arrête pas au chat, mais on ne sait toujours pas ou et comment la projection a lieu.

[pmdec]

Merci pour cette réponse particulièrement claire, et qui, surtout, ouvre "plus sérieusement" le débat sur cette question de "l'instant" de la (prétendue) décohérence.
Il semble que tout le monde admette que c'est la "mesure", prise au sens large, qui "déclenche" ce phénomène. Mais ne peut-on alors dire que toute interaction du système avec "autre chose" est une mesure : qui pourrait prétendre que cette interaction ne pourra pas permettre de déterminer l'état du système ? (je veux dire qu'il ne peut être exclu que, par des moyens éventuellement inconnus aujourd'hui, il sera possible un jour de "remonter" à cette interaction et donc d'en définir l'état que l'on pourrait penser non-déterminé aujourd'hui).
Ne faudrait-il pas admettre, alors, que seul un système isolé peut présenter un état "non décomposé" ?
Et vu ces conditions (et un peu métaphysiquement ... ), qui peut dire qu'un tel système existe ?
Existerait-il deux mondes, celui de la réalité vraie (!) et celui où des "machins" dans des états inconnus interagissent ou non entre eux et entre eux seulement, et que, de toute façon, on ne peut pas percevoir par définition ?

[invite8915d466]

Le gros problème, c'est qu'on observe des interactions avec de "petits" systèmes (quelques atomes) SANS projection. C'est uniquement lors de l'interaction avec un appareil classique qui in fine interagira avec l'observateur qu'il "semble" y avoir projection (sélection d'un seul état). Or il n'y a aucune raison de mettre une limite précise à des "petits" systèmes. D'autre part l'appareillage mathématique de la Meca Q "normal" (évolution par l'équationd e Schrödinger) ne s'accomode pas du tout de la projection. Il faut quelque part "changer les règles" quand ça nous arrange, sur un critère purement intuitif (et par exemple pas du tout implémentable par un algorithme, qui aurait besoin d'un critère précis). C'est très irritant d'un point de vue logique, bien qu'inattaquable expérimentalement !

[chaverondier]

Merci pour cette réponse particulièrement claire, et qui, surtout, ouvre "plus sérieusement" le débat sur cette question de "l'instant" de la (prétendue) décohérence.

Ce n'est pas la décohérence qui pose problème, c'est la réduction (observée) du paquet d'onde induite par une mesure quantique (ou d'une façon plus générale, par toute interaction provoquant un effet similaire).

Bernard Chaverondier

[invite1ab59cc3]

La décohérence

Bien que la théorie des univers parallèles soit assez captivante, seule une minorité de la communauté scientifique la défendrait de nos jours. Des expériences de mécanique quantique en laboratoire, pendant la deuxième moitié des années 1990, ont en effet démontré l'existence d'un phénomène capable d'expliquer l'énigme du chat de Schrödinger sans faire appel à une explication aussi exotique.

Un système physique, même microscopique, n'est jamais isolé mais toujours en contact avec son environnement extérieur. Les interactions avec cet environnement, par exemple sous forme de friction, perturbent l'état de superposition quantique initial du système et le font peu à peu évoluer vers un état classique. Ce phénomène, appelé la décohérence, fut d'abord discuté sur le plan théorique dans les années 1970, avant d'être finalement observé en laboratoire dans les années 1990. Il se produit d'autant plus vite que le système est grand, et, pour des objets macroscopiques tels les chats, la décohérence serait effectivement instantanée.

Le phénomène de décohérence apporte une réponse au problème posé en 1935 par Schrödinger. Nous n'observerons jamais un chat dans une superposition d'états, car son environnement l'aura immédiatement fait glisser vers un état classique, soit mort, soit vivant. La théorie des univers parallèles perd du même coup sa principale raison d'être.

http://www.astronomes.com/c7_bigbang...niverspar.html

[BioBen]

Bien que la théorie des univers parallèles soit assez captivante, seule une minorité de la communauté scientifique la défendrait de nos jours

Ouais enfin certains son assez connus style T.Damour qui est en faveur du modèle d'Everett (il avait aussi reussi à convaincre Wheeler je crois...)

[chaverondier]

La décohérence

Bien que la théorie des univers parallèles soit assez captivante, seule une minorité de la communauté scientifique la défendrait de nos jours.

Des expériences de mécanique quantique en laboratoire, pendant la deuxième moitié des années 1990, ont en effet démontré l'existence d'un phénomène capable d'expliquer l'énigme du chat de Schrödinger sans faire appel à une explication aussi exotique.

Le phénomène de décohérence apporte une réponse au problème posé en 1935 par Schrödinger.

Non.

Bernard Chaverondier