Expérience de pensée (Physique Quantique)

[krakor12]

Bonjour,
Je me permets de créer une nouvelle discussion sur un sujet que je ne maitrise pas du tout mais qui m'interpelle.

A partir de mes maigres compétence, je sais que la position d'une particule ne peut être connue voire même la décomposition sous forme d'onde d'une particule est admise (oui? non? à confirmer).
De même, peut-on considérer qu'une particule se retrouve partout dans l'univers (avec une certaine probabilité) (oui?)?

Maintenant, imaginons une particule de mon corps qui passe dans un trou noir (ou une fraction de la particule ) que ce passe-t-il? En toute théorie elle ne peut pas ressortir donc j'ai perdu quelque chose.

Et cet effet, serait de plus en plus fort proche d'un trou noir.

Je suis impatient de comprendre mes erreurs.

Merci.
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[Universus]

Bonjour et bienvenu !

A partir de mes maigres compétence, je sais que la position d'une particule ne peut être connue voire même la décomposition sous forme d'onde d'une particule est admise (oui? non? à confirmer).

Selon la mécanique quantique, en raison d'un lien profond liant la position d'une particule à sa quantité de mouvement, une connaissance arbitrairement précise de la position doit s'opérer conjointement avec une méconnaissance quasi-complète de la quantité de mouvement et vice versa. En ce sens, nous pouvons effectivement dire que « la position d'une particule ne peut être connue ».

Cependant, en principe, rien n'empêche d'avoir une connaissance arbitrairement fine de la fonction d'onde décrivant un état donné d'une particule. Dans la pratique, n'avoir qu'une idée approximative de cette fonction d'onde peut s'avérer difficile, mais ce n'est pas dû à des contraintes profondes imposées a priori par la théorie.

De même, peut-on considérer qu'une particule se retrouve partout dans l'univers (avec une certaine probabilité) (oui?)?

Pour autant que la fonction d'onde ne s'annule pas partout en-dehors d'une région finie, en principe oui.

Maintenant, imaginons une particule de mon corps qui passe dans un trou noir (ou une fraction de la particule ) que ce passe-t-il? En toute théorie elle ne peut pas ressortir donc j'ai perdu quelque chose.

C'est toute une histoire ça, qui semble bien loin d'être terminée...

il est difficile d'avoir une idée de ce qui doit se passer, car la théorie prétendant qu'elle ne peut pas ressortir est la relativité générale, qui fait cette prédiction sans tenir compte du caractère quantique des particules. Afin de tenir compte de ce caractère, une approche mur-à-mur consisterait à vouloir donner un caractère quantique à toutes les quantités en présence, donc aussi à la gravité ; ce faisant, l'argument théorique n'aurait plus lieu dans le cadre de la relativité générale, mais bien d'une théorie de la « gravité quantique » encore à découvrir.

Une approche partielle ne consiste qu'à comprendre comment une gravité « classique » (c'est-à-dire régie par la relativité générale et générée par des sources de matière « non quantifiées ») peut influer sur la dynamique de particules-test quantiques. C'est essentiellement la théorie quantique des champs en espaces courbes. Dans ce cadre théorie, Hawking a montré que les trous noirs devaient rayonner ; en quelque sorte, la particule peut ressortir, mais transformée.

Cette « transformation » a troublé plusieurs scientifiques, par exemple Susskind et 't Hooft, puisqu'ils y voyaient une certaine réfutation du principe de conservation de l'information ayant cours en mécanique quantique... Leurs réflexions ont donné lieu au principe holographique.

Plus récemment, nous pouvions lire dans les actualités de Futura-Sciences une autre idée, celle du fire-wall, qui semble naïvement consister à dire qu'une particule ne peut jamais pénétrer un trou noir : si elle devait y entrer, elle serait automatique détruite.

Hawking a écrit un court papier quelque peu énigmatique en réponse a cette idée : d'après ce que j'ai pu comprendre, il reprochait à toutes les approches antérieures de toujours considérer le trou noir « classique » comme étant absolument indifférent à la minuscule particule-test allant franchir son horizon des événements, jugeant qu'il fallait commencer à réfléchir à des modèles prenant l'influence de la particule-test en compte.

Tout ça pour dire que votre question est sans réponse « simple ».

Et cet effet, serait de plus en plus fort proche d'un trou noir.

Je ne réussis pas à comprendre ce que cela pourrait signifier.

Cordialement

[krakor12]

Bonjour et merci beaucoup pour cette réponse précise et concise.

Je ne savais pas que la fonction d'onde pouvait être sur un support borné.

Je comprends bien mieux l'amalgame fait entre mécanique quantique et les propriétés, très "classique", faites pour décrire un trou noir.

Juste pour précisé ma dernière remarque; j'imaginais que la fonction d'onde à une décroissance (en intensité si cela veut dire quelque chose!) en fonction de la distance donc a priori plus on se rapproche d'un trou noir plus la déformation de la fonction d'onde est importante! Mais je comprends maintenant qu'il s'agit d'une vision très "classique", il faut donc que je trouve quelques livres/articles pour aller un peu plus loin.

Encore merci,
Pierre.