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Deux questions sur la physique quantique.



  1. #1
    Niels Adribohr

    Deux questions sur la physique quantique.

    Bonjour,
    1) Il est dit que la théorie de Bohm (selon laquelle les particules seraient d'authentiques corpuscules pilotées par une onde) reproduit tout les résultats de la physique quantique. S'il est vrai que par exemple , dans l'expérience des deux fentes, elle prédit que si on ferme une fente, on n' obtiendra plus d'interférences sur l'écran, je ne comprends pas comment elle rend compte du fait qu'il se produise ou non des interférences selon le cas où l'on met ou non un détecteurs d'électrons sur l'une des fentes ? Pourquoi la propagation de cette onde pilote différerait en fonction de la présence d'un détecteurs?

    2) J'ai voulu expliquer à un ami le phénomène de l'intrication quantique, et me rendant compte que décrire rapidement l'experience d'Aspect me serait trop compliqué (surtout que pour bien la comprendre il faut comprendre les inégalités de Bell), j'ai inventé une experience imaginaire rendant plus spéctaculaire et surtout plus simple à comprendre ce phénomène. Je voudrais savoir si dans un premier temps, cette experience n'est pas érronée (si elle est théoriquement faisable), et si c'est le cas, est elle envisageable en pratique (en meme temps, je suis conscient qu'elle aurait été faite depuis longtemps si ça serait aussi simple que ça)?? Je vais la décrire (j'espere que je serais suffisement clair):

    Prenons une source qui émet des pairs d'éléctrons intriqués dans deux directons opposés (à droite et à gauche). g est la particule de gauche, et d celle de droite.
    Le spin de l'électron peut prendre deux valeurs: h ou b, et si le spin d'un électron est h, le spin de son électron corrélé est b. Maintenant mettons un appareillage des deux cotés de la source qui dévie les électrons vers le bas en cas de spin b et vers le haut en cas de spin h. Toujours des deux cotés, et à la sortie des appareillages, plaçons un dispositif de fente d'Young (l'emplacement des fentes étant ajustés de maniere à etre situés sur le chemin des électrons déviés).
    Sur les écrans (gauche ou droit), on observe (si mon raisonnement est juste) des interférences (puisque comme on a pas encore fait de mesure, on n'a pas encore déterminé le spin des électrons, et ceux ci sont dans un état superposé entre le passage de la fente du bas et celle du haut). Or, s'il on détermine le spin de l'électron g, on déterminera aussi celui de d. Donc il suffit de mettre un détecteur d'électron sur une des fentes du dispositif de gauche pour faire non seulement disparaitre les interférences de gauche, mais aussi celles de droite.
    voilà, c'est assez laborieux à expliquer (c'est beaucoup plus simple avec un dessin) , pour résumer de chaques cotés de la source, on fait une experience de Stern et Gerlach combiné avec celle des fentes d'Young. J'espere que quelqu'un aura le courage d'analyser cette experience fictive et de me dire ce qu'il en pense. Merci d'avance au courageux

    -----


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  3. #2
    champunitaire

    Re : Deux questions sur la physique quantique.

    de deux trous t'en bouche un et tu veux obtenir de l'interference?...

  4. #3
    Niels Adribohr

    Re : Deux questions sur la physique quantique.

    Citation Envoyé par champunitaire
    de deux trous t'en bouche un et tu veux obtenir de l'interference?...
    Tu parles sans doute de la question 1)??
    En fait quand je parle de l'experience avec le détecteur, je ne parle évidemment plus du cas de figure ou une fente est bouché, les deux sont bien libres, j'avais oublié de le préciser, mais sinon il est clair que le détecteur d'électron ne servirait à rien puisqu'il n'y aurait qu'un chemin possible pour que l'électron atteigne l'écran (donc pas d'interférence).

  5. #4
    Niels Adribohr

    Re : Deux questions sur la physique quantique.

    Citation Envoyé par Niels Adribohr
    Bonjour,
    1) Il est dit que la théorie de Bohm (selon laquelle les particules seraient d'authentiques corpuscules pilotées par une onde) reproduit tout les résultats de la physique quantique. S'il est vrai que par exemple , dans l'expérience des deux fentes, elle prédit que si on ferme une fente, on n' obtiendra plus d'interférences sur l'écran, je ne comprends pas comment elle rend compte du fait qu'il se produise ou non des interférences selon le cas où l'on met ou non un détecteurs d'électrons sur l'une des fentes ? Pourquoi la propagation de cette onde pilote différerait en fonction de la présence d'un détecteurs?
    Je reformule ma premiere question pour que ça soit clair:

    "1)Il est dit que la théorie de Bohm (selon laquelle les particules seraient d'authentiques corpuscules pilotées par une onde) reproduit tout les résultats de la physique quantique. S'il est vrai que par exemple , dans l'expérience des deux fentes, elle prédit que si on ferme une fente, on n' obtiendra plus d'interférences sur l'écran, je ne comprends pas comment, lorsque les deux fentes dont ouvertes ,elle rend compte du fait qu'il se produise ou non des interférences selon le cas où l'on met ou non un détecteurs d'électrons sur l'une des fentes ? Pourquoi la propagation de cette onde pilote différerait en fonction de la présence d'un détecteurs?"

  6. #5
    chaverondier

    Re : Deux questions sur la physique quantique.

    Citation Envoyé par Niels Adribohr
    de chaque coté de la source, on fait une experience de Stern et Gerlach combinée avec celle des fentes d'Young.
    Si ça marchait, la perte d'interférence d'un côté noté B permettrait de signaler instantanément le fait que l'on a réalisé une mesure de spin de l'autre côté noté A. On aurait ainsi réalisé un dispositif de transmission instantanée d'information de A vers B en mettant à profit l'intrication quantique.

    J'avais déjà réfléchi à cette expérience de pensée (qu'on peut réaliser aussi avec des photons de polarisation EPR corrélées et des lames de calcites). Malheureusement, que l'on réalise une mesure de spin ou pas du côté A, il n'y a pas de franges d'interférence du côté B, donc pas de possibilité de les faire disparaître en réalisant une mesure de spin du côté A sur l'électron jumeau. Cette absence d'interférence découle de l'absence de possibilité de contrôler la phase des deux faisceaux polarisés que l'on souhaite faire interférer à la sortie du Stern et Gerlach situé côté B.

    Mon objection reste quand même à confirmer et à détailler (ou à corriger) par quelqu'un qui maîtrise parfaitement le sujet.

    Bernard Chaverondier

  7. A voir en vidéo sur Futura
  8. #6
    Lévesque

    Re : Deux questions sur la physique quantique.

    Citation Envoyé par Niels Adribohr
    1) Il est dit que la théorie de Bohm (selon laquelle les particules seraient d'authentiques corpuscules pilotées par une onde) reproduit tout les résultats de la physique quantique. S'il est vrai que par exemple , dans l'expérience des deux fentes, elle prédit que si on ferme une fente, on n' obtiendra plus d'interférences sur l'écran, je ne comprends pas comment elle rend compte du fait qu'il se produise ou non des interférences selon le cas où l'on met ou non un détecteurs d'électrons sur l'une des fentes ? Pourquoi la propagation de cette onde pilote différerait en fonction de la présence d'un détecteurs?
    On trouve la trajectoire à partir de la fonction d'onde. Plus précisément, dans Bohm, on trouve un POTENTIEL grâce à la fonction d'onde (qu'on ajoute à l'équation du mouvement f=ma, qui nous permet de calculer des trajectoires). Et tout simplement, la fonction d'onde est différente si on ouvre une fente ou deux fentes et donc, la trajectoire d'une particule individuelle est différente si on ouvre une fente ou deux.

    Une petite précision utile: les particules n'interfèrent pas. C'est l'onde qui les guides qui interfère. Dans cette théorie, les particules individuelles passent par une seule fente et se localisent toutes en un seul point, aucune particule n'est "détruite" par l'interférence. L'interférence change le potentiel qui guide la particule. Lorsqu'il n'y a qu'une seule fente, on trouve que les particules vont se loger un peu aléatoirement sur l'écran. Lorsque les deux fentes sont ouvertes, on trouve que les particules vont se loger une à une à des positions aussi aléatoires (si les conditions initiales sont aléatoires), mais sur des bandes précises, et elle ne vont jamais sur certaines autres bandes.

    Simon

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  10. #7
    Rahoule

    Re : Deux questions sur la physique quantique.

    je ne comprends pas comment elle rend compte du fait qu'il se produise ou non des interférences selon le cas où l'on met ou non un détecteurs d'électrons sur l'une des fentes ? Pourquoi la propagation de cette onde pilote différerait en fonction de la présence d'un détecteurs?
    Question néophyte : ton détecteur d'électron est-il un appareil de mesure ? Si oui, il donne de l'information sur ton système, ce qui peut contribuer à modifier sa structure (condition observé).

    Je dis peut-être une énorme bétise...

  11. #8
    Lévesque

    Re : Deux questions sur la physique quantique.

    Citation Envoyé par Rahoule
    Question néophyte : ton détecteur d'électron est-il un appareil de mesure ? Si oui, il donne de l'information sur ton système, ce qui peut contribuer à modifier sa structure (condition observé).

    Je dis peut-être une énorme bétise...
    En gros, c'est ça. L'appareil de mesure perturbe le système (dans Bohm, il modifie le potentiel quantique qui guide la particule, mais pour savoir exactement comment se produit cette modification... on ne sait pas trop).

  12. #9
    Niels Adribohr

    Re : Deux questions sur la physique quantique.

    Merci à tous pour vos réponses:

    Citation Envoyé par Rahoule
    Question néophyte : ton détecteur d'électron est-il un appareil de mesure ? Si oui, il donne de l'information sur ton système, ce qui peut contribuer à modifier sa structure (condition observé).

    Je dis peut-être une énorme bétise...
    Oui, je suis bien d'accord, et j'étais au courant, mais ceci est dans le cadre du formalisme "usuel" de la physique quantique. Mais dans ce cadre là, on est bien d'accord que la mesure reste mystérieuse. On sait ce qui se passe mathématiquement lors de la mesure ( réduction du paquet d'onde), mais on n'arrive pas vraiment à comprendre comment cela se produit. Et justement j'avais entendu dire que la théorie de Bohm permettait d'interpréter cette "tuerie" de la mesure.

    Citation Envoyé par Lévesque
    . (dans Bohm, il modifie le potentiel quantique qui guide la particule, mais pour savoir exactement comment se produit cette modification... on ne sait pas trop)
    Merci, c'était précisement ce que je voulais savoir. La "tuerie" de la mesure garde donc tout son mystere dans la théorie de Bohm?
    Une petite autre question: si dans cette théorie, la particule est bien toujours localisé dans l'espace, comment rendre compte des liaisons chimiques au sein des molécules? On sait en effet que si les liaisons chimiques éxistent c'est en gros parsque les électrons peuvent etre "localisés à la fois" sur plusieurs atomes.


    Citation Envoyé par Cheverondier
    Cette absence d'interférence découle de l'absence de possibilité de contrôler la phase des deux faisceaux polarisés que l'on souhaite faire interférer à la sortie du Stern et Gerlach situé côté B.
    Merci pour votre réponse limpide. C'est aussi exactement ce que je voulais savoir.

  13. #10
    Lévesque

    Re : Deux questions sur la physique quantique.

    Citation Envoyé par Niels Adribohr
    La "tuerie" de la mesure garde donc tout son mystere dans la théorie de Bohm?
    En fait, ça devient assez précis. Par exemple, regarde:

    Challinor, Anthony; Lasenby, Anthony; Gull, Stephen; Doran, Chris, A relativistic, causal account of a spin measurement

    Une petite autre question: si dans cette théorie, la particule est bien toujours localisé dans l'espace, comment rendre compte des liaisons chimiques au sein des molécules? On sait en effet que si les liaisons chimiques éxistent c'est en gros parsque les électrons peuvent etre "localisés à la fois" sur plusieurs atomes.
    J'imagine qu'il suffit de connaître la fonction d'onde totale de ton système. De celle-ci, tu calcules le potentiel quantique (un peu comme un potentiel gravitationnel entre deux étoiles). Du potentiel quantique, tu trouves l'équation du mouvement de ton électron. Cette équation dépend des conditions initiales (vitesse et position), que tu dois fixer pour voir le comportement de l'électron dans cet environnement amusant. Il doit surement y avoir quelqu'un qui a fait le calcul pour l'atome d'hydrogène...malheureusement, ma copine a ramené tous mes livres sur le sujet au Canada (j'en ai acheté d'autres ici sur la RG et je pouvais pas tout rapporter en même temps ). Surement que P. Holland t'expliquerais une bonne partie de ce que tu veux savoir.

    Cordialement,

    Simon
    La lumière ne fait pas de bruit. (Félix Leclerc)

  14. #11
    Niels Adribohr

    Re : Deux questions sur la physique quantique.

    OK, merci beaucoup!!

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