Bonjour
Comment les particules corrélées de la théorie des quanta sont elles conciliables avec la relativité de la simultanéité?
Ce qui arrive à la première particule se répercute instantanément sur l'autre et réciproquement. Donc il semble bien au moins de ce point vue que ce qui est simultané pour une particule est aussi simultané pour l'autre.
Qu'en pensez vous?
Merci de vos remarques
Cordialement
Philippe de Bellescize
Si une mesure est faite sur A correlé à B, aucune experience physique faite sur B ne permet de savoir si une mesure a été faite sur A. Aucune information n'a circulé instantanément donc pas de contradiction.
je suis malvoyant et fais des erreurs de frappe. Vous n'y penserez plus, Alzheimer venu
Salut,
La remarque de Murmure est parfaitement correct.
En complément :
On lit cette affirmation un peu partout, surtout dans la vulgarisation et même sous la plume d'auteurs qualifiés. Elle est pourtant fort trompeuse et totalement fausse.Envoyé par Franc84
Qu'est-ce que des particules intriquées ? (le nom est meilleur que "corrélé" qui lui concerne plus des valeurs mesurées).
Ce sont deux particules ayant le même état quantique, ni plus, ni moins (on utilise aussi des états opposés mais c'est un détail technique).
Comme deux frères jumeaux.
Considérons deux frères jumeaux qui sont soit blond, soit roux. On ne sait pas. L'un part à Paris, l'autre à Bruxelles.
A Bruxelles, j'en rencontre un et je vois qu'il est blond. Je sais alors instantanément que l'autre qui est à Paris est blond aussi.
- Est-ce que l'état du jumeau à Paris s'est modifié instantanément ? Non, évidemment !
- Est-ce que la relativité est violée ? Bien sûr que non.
Il est donc normal quand on mesure (par exemple) le spin de particules intriquées, on trouve le même résultat des deux cotés.
Ceci dit, il y a quand même quelque chose de spécial. Normalement on utilise des particules qui sont dans un état de superposition quantique. Une espèce de jumeau à la fois blond et roux.
On ne peut connaitre la valeur que lors de la mesure.
Mais le fait qu'on ne sait pas la valeur avant résulte-t-il de l'ignorance ou d'un véritable état superposé.
Réponse : c'est un véritable état superposé, pas une ignorance. Cela peut se voir à travers les phénomènes d'interférences ou ceux décrit plus bas.
Et on peut d'ailleurs avoir un formalisme mixant les deux (ignorance et véritable indétermination) : cela s'appelle les matrices densité.
Bell s'est posé la question : et si c'était quand même de l'ignorance ? Il a alors montré que si on mesure différentes valeurs de chaque coté, par exemple "est-il blond", est-il roux", ou des états intermédiaires "est-il auburn", "est-il blond cendré", etc... Et en comparant les valeurs (calcul des corrélations) alors une simple ignorance conduit à une corrélation maximale, appelée "inégalité de Bell".
Or il se fait que pour certaines mesures, on obtient une violation de ces inégalités. Comme le dit la mécanique quantique (expériences d'Aspect et consor).
Mais dans ce cas, la simple analogie des jumeaux devient difficile. Et en effet, il devient difficile d'interpréter la mécanique quantique. On ne peut pas utiliser une analogie classique puisque le résultat qui précède montre que la MQ est fondamentalement non classique (d'autres résultats le montrent comme la contextualité : le résultat d'une mesure dépend aussi de la manière de mesurer et pas seulement de la valeur mesurée !!!! Théorème de Kochen-Specker).
Mais le "Théorème de non communication" implique malgré tout qu'il n'y a pas d'effet instantané à distance. Comment alors interpréter ?
Réponse : c'est possible mais assez difficile. Une approche que j'aime beaucoup est celle des états relatifs analysés par la mécanique quantique relationnelle.
Voir ici : http://www.scribd.com/doc/50186918/M...tique-Tome-VII
Ainsi que ici pour les théorèmes : http://www.scribd.com/doc/50186881/C...ntique-Tome-VI
"Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)
Il y a plusieurs possibilités, je vais en citer 3
1/ La mieux acceptée, l'option philosophique positiviste : la fonction d'onde est un outil statistique. Quand Alice mesure la polarisation de ses photons, elle acquière une information sur les statistiques de résultats de mesure de polarisation possibles de Bob. Tant que Bob ne mesure rien, du côté de Bob il ne se passe rien. Aucune entropie (dont la création est nécessaire pour enregistrer une information) n'est créée du côté de Bob et il ne peut donc pas recueillir d'information sur le changement d'état provoqué par Alice.
Ce changement d'état est un changement d'état, parfaitement local, dans la connaissance d'Alice. Pas de conflit avec l'invariance de Lorentz donc. C'est le point de vue largement majoritaire de Bohr, Heisenberg, Pauli, Von Neumann, Legett, Bricmont, Grinbaum, Rovelli... très bien défendu par Asher Peres, Asher Peres, Daniel R. Terno ( Jul 2003) Quantum Information and Relativity Theory.
Dans cette option philosophique, l'observation joue un rôle crucial. La mesure quantique fait intervenir un observateur (et, notamment, le cône de causalité caractérisant, partiellement, les informations qui lui sont accessibles et celles qui ne le lui sont pas). Dans cette option, le processus de mesure quantique n'est pas modélisable par une évolution quantique "normale" (une dynamique quantique "normale" est gérée par un hamiltonien. Elle est unitaire, déterministe, locale dans l'espace de Hilbert et time symmetric)
2/ La moins acceptée, l'option philosophique réaliste ET désireuse de préserver la causalité : la fonction d'onde représente l'état d'un système individuel. Dans cette option, la mesure de polarisation d'Alice (ou de Bob) modifie instantanément l'état d'un système étendu. Elle s'interprète comme une action instantanée à distance. Elle entre en conflit avec l'invariance de Lorentz au niveau interprétatif. Elle reste par contre parfaitement compatible avec l'interprétation Lorentzienne de la Relativité Restreinte.
La contraction de Lorentz y est une "vraie" contraction, la dilatation temporelle de Lorentz est un "vrai" ralentissement des horloges distantes et l'action d'Alice a un effet instantané sur un champ physique objectif spatialement étendu modifiant ainsi l'état quantique du photon de Bob, en violation de l'invariance de lorentz, même s'il ne fait pas de mesure (la même chose est valable aussi du côté de Bob). Cette action est instantanée au sens de la simultanéité ayant cours dans un référentiel quantique privilégié supposé jouant le rôle de l'éther dans l'interprétation lorentzienne de la Relativité.
Voilà ce que nous dit K.R Popper en 1982 à ce sujet, défendant l'interprétation bohmienne (cf. Pilot-wave theory, Bohmian metaphysics, and the foundations of quantum mechanics lecture 5)
Voilà ce que nous dit Bell quant à lui sur ce même sujet :We have to give up Einstein’s interpretation of special relativity and return to Lorentz’s interpretation and with it to . . . absolute space and time. . . . The reason for this assertion is that the mere existence of an infinite velocity entails [the existence] of an absolute simultaneity and thereby of an absolute space. Whether or not an infinite velocity can be attained in the transmission of signals is irrelevant for this argument: the one inertial system for which Einsteinian simultaneity coincides with absolute simultaneity . . . would be the system at absolute rest - whether or not this system of absolute rest can be experimentally identified.
C'est le point de vue de De Broglie, Bohm, Bell, Scarani, Valentini, Percival, Goldstein, Bricmont et quelques autres. cf. Jean Bricmont "La mécanique quantique pour non-physiciens",The idea that there is an aether, and these Fitzgerald contractions and Larmor dilations occur, and that as a result the instruments do not detect motion through the aether - that is a perfectly coherent point of view. . . . The reason I want to go back to the idea of an aether here is because in these EPR experiments there is the suggestion that behind the scenes something is going faster than light.
Now if all Lorentz frames are equivalent, that also means that things can go backwards in time. . .[this] introduces great problems, paradoxes of causality, and so on. And so it is precisely to avoid these that I want to say there is a real causal sequence which is defined in the aether.
3/ L'interprétation rétrocausale prenant place dans la formulation time-symmetic à deux vecteurs d'état de la physique quantique. Cette formulation compatible avec une interprétation réaliste (cf. L. Vaidman, Jan 1996 Weak-Measurement Elements of Reality) ne s'interdit plus l'interprétation rétrocausale de mesures fortes sur des mesures faibles antérieures (cf. Yakir Aharonov, Eliahu Cohen, Avshalom C. Elitzur (Jun 2015) Can a Future Choice Affect a Past Measurement's Outcome?
Cette 3ème interprétation offre donc la possibilité d'une interprétation réaliste, invariante de Lorentz, respectueuse de la symétrie T, au prix de l'interprétation de l'écoulement irréversible du temps comme une émergence de nature thermodynamique statistique (comme le proposent C. Rovelli, P. Martinetti et A. Connes avec leur hypothèse du temps thermique et le modèle mathématique très élaboré qui va avec : cf. P. Martinetti, C. Rovelli (Feb 2004) Diamonds's Temperature: Unruh effect for bounded trajectories and thermal time hypothesis)
Cette 3ème interprétation, remontant quand même à 1964, (cf. Y. Aharonov, PG. Bergmann, JL. Lebowitz, Time symmetry in the quantum process of measurement, Physical Review B (1964); 134 (6): 1410-1416) me semble gagner du galon en raison des très beaux succès de la mesure faible. Voir notamment :
Y. Aharonov, D.Z. Albert, L. Vaidman,
How the result of a measurement of a component of the spin of a spin-1/2 particle can turn out to be 100.
Physical Review Letters (1988); 60 (14): 1351-1354.
O. Hosten and P.G. Kwiat,
Observation of the spin hall effect of light via weak measurement
Science Vol. 319 no. 5864 pp. 787-790 (2008)
P.B. Dixon, D.J. Starling, A.N. Jordan, J.C. Howell
Ultrasensitive beam deflection measurement via interferometric weak value amplification
Physical Review Letters 2009; 102 (17): 173601 (2009)
J.S. Lundeen, B. Sutherland, A. Patel, C. Stewart, C. Bamber
Direct Measurement of the Quantum Wavefunction
Nature, 474, 188 (2011)
Dernière modification par chaverondier ; 30/07/2015 à 11h02.
Bonjour,
Merci beaucoup pour vos réponses.
Deedee a écrit:
«Ceci dit, il y a quand même quelque chose de spécial. Normalement on utilise des particules qui sont dans un état de superposition quantique. Une espèce de jumeau à la fois blond et roux.
On ne peut connaitre la valeur que lors de la mesure.»
Le problème c'est que tu dis plus loin que:
«le résultat d'une mesure dépend aussi de la manière de mesurer et pas seulement de la valeur mesurée !!!!»
Donc là il faut préciser, car il faut savoir de quelle manière la façon de mesurer influence le résultat. Car si c'est la mesure qui détermine que le jumeau est soit blond soit roux cela peut être comme si on avait rien dit. Comment peut on encore interpréter le résultat de la mesure?
Deedee a écrit:
«Ceci dit, il y a quand même quelque chose de spécial. Normalement on utilise des particules qui sont dans un état de superposition quantique. Une espèce de jumeau à la fois blond et roux.
On ne peut connaitre la valeur que lors de la mesure.
Mais le fait qu'on ne sait pas la valeur avant résulte-t-il de l'ignorance ou d'un véritable état superposé.
Réponse : c'est un véritable état superposé, pas une ignorance. Cela peut se voir à travers les phénomènes d'interférences ou ceux décrit plus bas.
Et on peut d'ailleurs avoir un formalisme mixant les deux (ignorance et véritable indétermination) : cela s'appelle les matrices densité.»
Là c'est pas très facile a interpréter, il faut répondre avant à ma question précédente, qu'est ce qui dans le résultat de la mesure ne dépend pas de la façon de mesurer? Car sinon comment dire quelque chose de l'état de superposition initial (avant de mesurer)?
Donc on aurait un état superposé, quand on mesure on aurait un état déterminé, ou se situe le mystère en ce qui concerne l'intrication? Le mystère se résumerait seulement à l'état de superposition au départ? On ne pourrait pas dire au départ quelle valeur on va avoir avec telle opération de mesure plus tard?
Cordialement
Dernière modification par Franc84 ; 01/08/2015 à 10h21.
Salut,
Tu as raison de pointer la difficulté d'interprétation. C'est même la théorie où c'est le plus dur. Et pire encore, le monde quantique est tellement exotique (même la logique orthodoxe y est fausse ! Il faut utiliser la logique quantique) qu'il est souvent impossible de comprendre certaines interprétations sans connaitre la mécanique quantique.
C'est assez ennuyant car on ne peut pas apprendre la théorie sans interpréter.
Donc, l'approche habituelle est :
Interprétation instrumentale (c'est l'interprétation "pratique") - théorie - et enfin l'étude des autres interprétations.
Ah zut, je suis pas chez moi ni au boulot , je suis en congé. Je n'ai pas les liens, mais dans le tome VII de mon cours je décris toutes les interprétations (enfin, pas toutes, les principales), les aspects philosophiques ainsi que les grandes expériences classiques. Et je construit une interprétation locale (mais non séparable), déterministe (dans un sens précis) et relativiste.
Doit y avoir moyen de retrouver le lien, je l'ai déjà donné.
L'état quantique. Il est modélisé par un vecteur d'état d'un espace de Hilbert complexe.
Les vecteurs c'est assez simple mais si ça reste encore trop exotique, tu peux aussi dire "fonction d'onde" (= nombre complexe en chaque point de l'espace-temps) bien que ce soit un tantinet moins général (ça ne marche pas pour les photons), c'est plus facile à visualiser.
Les particules ne sont pas des corpuscules mais des ondes.... mais des ondes non classiques ! (elles ont quelques propriétés un peu particulières, comme l'intrication justement).
"Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)
Pas vraiment. L'intrication concerne souvent seulement un seul aspect de l'état quantique de chaque sous-système. C'est totalement évident quand les systèmes intriqués sont de natures différentes: ils ne peuvent pas être dans le même état quantique même au signe près, les espaces d'états étant alors différents.
Si l'idée était de dire que l'ensemble des deux systèmes peut être vu comme un seul système, celui-ci ayant un état quantique, c'est vrai pour toute paire de systèmes et n'est pas spécifique d'une intrication. L'intrication est alors le fait que l'état du système n'est pas le produit tensoriel d'un état de l'un et d'un état de l'autre.
Pour toute question, il y a une réponse simple, évidente, et fausse.
Dans la violation des inégalités de Bell.
Une présentation minimale, parlant juste de deux mesures, ne présente en première analyse aucun mystère: suffit que la corrélation viennent simplement de la pré-existence du résultat de mesure. Par exemple deux photons émis selon un dispositif garantissant la même polarisation pourrait être vus comme ayant leur polarisation dès l'émission, et il n'y a aucun problème.
Ce n'est que par une deuxième analyse et/ou expérience, la première portant sur les prédictions de la physique quantique, et la seconde ayant comme exemple l'expérience d'Aspect, que le mystère apparaît. Car l'explication "classique" par des états déterminés dès l'émission est contredite par les maths de la PhyQ et, plus important, par l'expérience, celle-ci confirmant la violation des inégalités de Bell telle que prédite par la PhyQ.
Pour toute question, il y a une réponse simple, évidente, et fausse.
Bonjour,
Deedee81 a écrit:
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«Ah zut, je suis pas chez moi ni au boulot , je suis en congé. Je n'ai pas les liens, mais dans le tome VII de mon cours je décris toutes les interprétations (enfin, pas toutes, les principales), les aspects philosophiques ainsi que les grandes expériences classiques. Et je construit une interprétation locale (mais non séparable), déterministe (dans un sens précis) et relativiste.»
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Dans wikipédia je lis à séparabilité:
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«Deux particules liées par une relation de conservation ne peuvent parfois plus être considérées comme séparables, comme le montre l'expérience d'Alain Aspect.»
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Cela veut dire quoi? Est ce que cela veut dire que les deux particules forment un système, et même si on précise, cela voudrait il dire qu'elles sont interdépendantes*? Car si on considère qu'elle sont interdépendante il faut après se demander comment elles peuvent être interdépendantes.
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Deedee81 a écrit:
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«L'état quantique. Il est modélisé par un vecteur d'état d'un espace de Hilbert complexe.
Les vecteurs c'est assez simple mais si ça reste encore trop exotique, tu peux aussi dire "fonction d'onde" (= nombre complexe en chaque point de l'espace-temps) bien que ce soit un tantinet moins général (ça ne marche pas pour les photons), c'est plus facile à visualiser.»
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On trouve dans wikipédia à fonction d'onde:
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«Elle correspond à une amplitude de probabilité.. »
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On peut aussi représenter cela graphiquement. Cela dit quelque chose de l'onde, de ces propriétés, mais cela ne dit pas ce qu'est l'onde.
Suite prochain message
Cordialement
Dernière modification par Franc84 ; 03/08/2015 à 09h30.
Deedee81 a écrit:
«Les particules ne sont pas des corpuscules mais des ondes.... mais des ondes non classiques ! (elles ont quelques propriétés un peu particulières, comme l'intrication justement).»
Dire que l'on a que des ondes, ces ondes sont faites de quoi, que reste t-il de la matérialité du monde physique? En philosophie il faut distinguer la puissance de l'acte, on ne peut pas être en puissance et en acte sous le même rapport, c'est pour cela qu'en définitive dans le monde physique il faut quelque chose qui rende compte de la puissance (l'existence d'une cause matérielle), et quelque chose qui rende compte de l'acte (l'existence d'un principe moteur). Ce principe moteur ne pouvant agir que de manière immanente et par interrelation. Ce qui veut dire, comme on ne peut pas remonter à l'infini dans l'ordre des causes, qu'il existe des constituants élémentaires. Si on avait rien qui rend compte de la puissance, tout devrait être instantané. Mais c'est en fait plus compliqué que cela. Car à partir du moment ou toute matière a une forme (existence de particules), la matière est aussi porteuse aussi d'un certain acte, ce qui lui permet d'avoir aussi un rôle (à préciser). On rejoint la théorie du bootstrap topologique:
«Voici une définition … du bootstap donnée par Chew: «Le seul mécanisme qui satisfait aux principes généraux de la physique est le mécanisme de la nature …; … Les particules observées.. représentent le seul système quantique et relativiste qui peut être conçu sans contradiction interne … Chaque particule nucléaire a trois rôles différents: 1) un rôle de constituant des ensembles composés; 2) un rôle de médiateur de la force responsable de la cohésion de l’ensemble composé, et 3) un rôle de système composé…»
Dans cette définition, la partie apparaît en même temps que le tout. La nature est conçue comme étant une entité globale, non-séparable au niveau fondamental.» Basarab Nicolescu «Nous, la particule et le monde» page 41-42.
Donc je ne crois pas qu'il faille opposer particules et onde. Si on a plus de particules que deviennent les causes matérielle et formelle (ce qui rend compte de la potentialité et de la détermination). Pardon pour ces quelques remarques philosophiques. Je ne crois pas que l'on puisse avoir une théorie générale du monde physique sans respecter l'approche des quatre causes.
Cordialement
Dernière modification par Franc84 ; 03/08/2015 à 09h37.
Il faudrait préciser ce qui n'est pas déterminé dès l'émission, n'est ce pas seulement lié à une superposition d'état, l'opération de mesure produisant la détermination?
Comme beaucoup sur ce fil sont mélangés les observations, les modèles et les interprétations.
Avant d'essayer de comprendre ce que modélise la PhyQ, faut commencer par ce que montre les observations, ensuite voir différentes voies pour "expliquer" ces observations, et seulement à la fin voir pourquoi la PhyQ est retenue comme modèle.
L'observation de base, telle que décrite par d'autres ici, est que sachant que l'émission est telle que (par exemple) les deux photons sont tels que l'observable "polarisation totale" (ou spin total) est connue et nulle, alors quand on mesure la polarisation de l'un, on connaît la polarisation de l'autre.
Cette observation là s'expliquerait naturellement par l'idée que chaque photon a une polarisation dès l'émission et que la polarisation de l'un est l'opposée de celle de l'autre.
S'il n'y avait que cette observation là, on ne voit pas l'intérêt de la PhyQ, ni où serait le mystère.
Il se trouve que d'autres observations (expériences d'Aspect et d'autres) permettent de montrer que les inégalités de Bell sont violées, ce qui permet de réfuter l'idée "naturelle" de polarisations fixées dès l'émission.
Que les mesures soient corrélées n'est en rien un mystère: les photons ont été préparés pour cela. Le mystère est dans la formule observée quand on fait des stats.
Dernière modification par Amanuensis ; 03/08/2015 à 10h47.
Pour toute question, il y a une réponse simple, évidente, et fausse.
Bonjour Amanuensis, bonjour à tous,
A ce sujet il peut être instructif de lire, d'après cette thèse (2.2.6 Entremêlement des prédictions ou entremêlement des états physiques ? p 119) que l’interprétation du vecteur d’état associé à un système comme le représentant de son état physique actuel, lorsque l’on considère un système composé de plusieurs sous-systèmes ayant interagi et donc lorsque le vecteur d’état n’est pas factorisable il est prédit que les résultats de la mesure de certaines observables sont corrélés – ce qui est corroboré par l’expérience.
D'après l'auteur cette notion d’entremêlement a été récupérée et déformée par les tenants de l’interprétation standard de la mécanique quantique.Suivant l’expression de Schrödinger, les prédictions concernant chacun des sous-systèmes sont « entremêlées » avec les prédictions concernant les autres sous-systèmes :
Un « entremêlement de prévisions », écrit Schrödinger, ne peut exister que si, auparavant, les deux corps ont formé un système au sens propre, c’est-à-dire s’ils ont alors été en interaction, ce qui a laissé des traces chez chacun d’eux. Lorsque deux corps distincts, pour chacun desquels notre connaissance est maximale, se trouvent dans une situation où ils peuvent s’influencer mutuellement, puis sont éloignés l’un de l’autre, il se produit en règle générale ce que je viens d’appeler un entremêlement de notre savoir les concernant.
Cordialement,Au lieu de parler de l’entremêlement des prédictions, ces derniers avancent l’idée de l’entremêlement des états physiques : suivant l’interprétation standard, lorsque deux systèmes interagissent et qu’il leur est alors associé un vecteur d’état non-factorisable, leurs états physiques ne sont plus déterminés de manière individuelle, ils deviennent entremêlés. De même, au lieu de parler uniquement de la corrélation des résultats de mesures pouvant être réalisées sur les deux systèmes, ils affirment qu’il existe des corrélations entre les deux systèmes, ou des corrélations entre les états physiques des deux systèmes.
La réalité, c'est ce qui reste quand on cesse de croire à la matrice logicielle.
Bonjour,
De ce que me souviens avoir lu de Jaynes, ce qu'il dit n'est pas faux, mais il enfonce des portes ouvertes. Il semble considérer que l'ensemble des physiciens est resté figé dans la physique classique du XIXe siècle, et il dit que si ces derniers abandonnaient la notion de réalisme et de déterminisme, le monde quantique ne leur apparaîtrait plus aussi paradoxal.
En gros, il ne fait que réinventer l'interprétation de Copenhague.
Dans un espace vectoriel discret, les boules fermées sont ouvertes.
Nicophil cite "The mind projection fallacy", dont le principe général n'est pas spécifique à la PhyQ ou à une interprétation de la PhyQ.
On peut considérer la "mind projection fallacy" comme une porte ouverte. Mais c'est impressionnant le nombre de cas de personnes se cognant dans cette porte.
Dernière modification par Amanuensis ; 05/08/2015 à 08h06.
Pour toute question, il y a une réponse simple, évidente, et fausse.
