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Les phénomènes non-déterministes en physique quantique



  1. #1
    andretou

    Les phénomènes non-déterministes en physique quantique

    Bonjour à tous
    Je sais qu'il a été rigoureusement démontré que la dualité onde-particule est un phénomène non-déterministe (via le théorème des inégalités de Bell et les expériences d'Alain Aspect).
    Mais pouvez-vous SVP m'indiquer si le non-déterminisme a été également démontré pour d'autres phénomènes quantiques, tels que la désintégration béta moins du neutron isolé, la radioactivité, ou autres ?...
    Merci d'avance pour vos réponses
    André

    -----

    Bon, le connaissable c'est fait... Qu'est-ce qu'il nous reste maintenant à découvrir ?

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  3. #2
    Murmure-du-vent

    Re : Les phénomènes non-déterministes en physique quantique

    A mon avis on n'a jamais démontré le caratère indéterministe pur delamécanique quantique. On a simplement montré que certains modeles àvariables cachées par exemple de type local étaient invalidés par l'expérience. Il reste sans doute bien d'autres possibilités pour sauvegarder un determinisme total. Le prix Nobel de physique t'hooft en est partisan. Il est cependant si gratifiant de penser que nous avons notre libre arbitre et que nous sommes bien au dessus des lois auxquelles obeissent les cailloux.
    je suis malvoyant et fais des erreurs de frappe. Vous n'y penserez plus, Alzheimer venu

  4. #3
    andretou

    Re : Les phénomènes non-déterministes en physique quantique

    Citation Envoyé par Murmure-du-vent Voir le message
    On a simplement montré que certains modeles àvariables cachées par exemple de type local étaient invalidés par l'expérience.
    Bonsoir Murmure du Vent, et merci pour ton commentaire
    Le théorème de Bell démontre pourtant qu'AUCUNE théorie à variable cachée ne peut intégralement rendre compte de la dualité onde-corpuscule (à condition cependant de prouver que les particules ne puissent aucunement anticiper leur propre comportement, ce que Alain Aspect a réussi à démontrer par l'expérience).
    Il ne semble plus faire de doute que le non-déterminisme est bien établi en ce qui concerne la dualité onde-particule (cela n'enlève rien, à mon avis, à notre libre arbitre). Je cherche simplement à savoir s'il est prouvé que d'autres phénomènes procèdent également du non-déterminisme.
    Très bonne soirée
    Bon, le connaissable c'est fait... Qu'est-ce qu'il nous reste maintenant à découvrir ?

  5. #4
    Murmure-du-vent

    Re : Les phénomènes non-déterministes en physique quantique

    le theoreme de Bell parle des variables cachées locales. Reste dinc les non locales.
    je suis malvoyant et fais des erreurs de frappe. Vous n'y penserez plus, Alzheimer venu

  6. #5
    andretou

    Re : Les phénomènes non-déterministes en physique quantique

    Citation Envoyé par Murmure-du-vent Voir le message
    le theoreme de Bell parle des variables cachées locales. Reste dinc les non locales.
    Comment des variables cachées non-locales peuvent-elles interagir localement ??? En quoi consisteraient de telles variables cachées non-locales ?
    Bon, le connaissable c'est fait... Qu'est-ce qu'il nous reste maintenant à découvrir ?

  7. A voir en vidéo sur Futura
  8. #6
    Murmure-du-vent

    Re : Les phénomènes non-déterministes en physique quantique

    Quand in pense à une variable on pense à un nombre attaché à une particule qui expliquerait son comportement. Dans la demonstration du theoreme de Bell, on range ces differents nombres dans des ensemsembles disjoints et on en tire des conclusions. Et si ce qui déterminait le comportement etait des fonctions definies sur l'espace? ou l'espace temps ou tout autre chose? la demonstration du theoreme de Bell tomberait à coté de la plaque.
    .
    je suis malvoyant et fais des erreurs de frappe. Vous n'y penserez plus, Alzheimer venu

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  10. #7
    andretou

    Re : Les phénomènes non-déterministes en physique quantique

    Citation Envoyé par Murmure-du-vent Voir le message
    Et si ce qui déterminait le comportement etait des fonctions definies sur l'espace? ou l'espace temps ou tout autre chose? la demonstration du theoreme de Bell tomberait à coté de la plaque.
    .
    Peu importe la nature de la variable cachée ! La puissance du théorème de Bell consiste précisément en un argument statistique qui s'applique à toute variable cachée, quelqu'elle soit. Ca n'aurait servi à rien de faire un théorème qui s'appliquerait uniquement à un certain type de variables cachées.
    Bon, le connaissable c'est fait... Qu'est-ce qu'il nous reste maintenant à découvrir ?

  11. #8
    Murmure-du-vent

    Re : Les phénomènes non-déterministes en physique quantique

    C'est pourtant le cas. Essaie de trouver la démonstration de ce théoreme et tu verras.
    je suis malvoyant et fais des erreurs de frappe. Vous n'y penserez plus, Alzheimer venu

  12. #9
    Deedee81

    Re : Les phénomènes non-déterministes en physique quantique

    Salut,

    Citation Envoyé par andretou Voir le message
    Peu importe la nature de la variable cachée ! La puissance du théorème de Bell consiste précisément en un argument statistique qui s'applique à toute variable cachée, quelqu'elle soit. Ca n'aurait servi à rien de faire un théorème qui s'appliquerait uniquement à un certain type de variables cachées.
    Je confirme EDIT ou infirme, ça dépend comment on prend l'affirmation .
    C'est un théorème général qui ne tient pas compte de la nature des variables cachées dont on ne suppose que deux points : elles sont déterministes et locales, ce qui autorise une formulation mathématique précise.

    Notons qu'en MQ on a de nombreux théorèmes go et non go, celui de Bell n'en est qu'un parmi beaucoup d'autres. Mais comme tous théorèmes, ils sont basés sur des hypothèses. On ne peut donc jamais démontrer quelque chose dans l'absolu.

    C'est le cas de l'indéterminisme quantique. Il existe plusieurs contraintes sévères (*) mais pas de preuve absolue.
    (*) Au moins deux me vienne à l'esprit :
    - dans les processus indéterministes quantiques comme les désintégration radioactive ou la désexcitation des atomes, le processus est sans mémoire. Ce qui donne une distribution de Poisson pour les résultats. Ce qui est confirmé par littéralement des zillions de données. Donc avec une très très grande précision.
    - une violation même légère de l'indéterminisme permettrait d'utiliser l'intrication quantique pour transmettre des informations plus vite que la lumière, ce qui serait une violation patente de la RR dans le domaine où elle est parfaitement validée.
    (on peut voir ce phénomène en regardant le théorème no go : théorème de non communication en MQ, voir wikipedia)
    Cela ne serait donc possible que si l'intrication quantique ne marchait pas strictement comme le dit la MQ. Et là aussi les vérifications sont nombreuses et extrêmement précises.

    On ne peut donc exclure une faille (jamais) mais celle-ci serait bien cachée et n'aurait de conséquence que très marginale.

    Notons que pour les variables cachées déterministes non locales, il existe aussi des théorèmes no go puissant. En particulier le théorème de Kochen et Specker. Ainsi que des inégalités (sorry, oublié le nom) qui ont été vérifiée expérimentalement par le groupe Zeilinger. Cela ne supprime pas toute possibilité (**) mais est un résultat fort.

    (**) par exemple, la théorie de De Broglie-Bohm est équivalente (***) à la MQ non relativiste et malheureusement le domaine relativiste est assez difficile à tester (tout comme les bomhiens n'ont pas encore réussi à trouver une théorie de ce type valable dans le régime quantique. Certains théorèmes non go comme celui de Malament rendent cela douteux mais ne l'exclut pas. Il y a donc encore à boire pour les prochains curieux dans ce domaine ).
    (***) ce qui implique que dans le domaine non relativiste toutes les prédictions expérimentales sont identiques. Elle ne peut donc pas être réfutée dans ce domaine.
    Dernière modification par Deedee81 ; 25/04/2016 à 09h00.
    Tout est relatif, et cela seul est absolu. (Auguste Comte)

  13. #10
    Murmure-du-vent

    Re : Les phénomènes non-déterministes en physique quantique

    Il y a quand meme un racourci tendencieux. Une variable est à priori un nombre (ou un vecteur).
    On montre des cas de violations d'inégalité (local ou non local) etc. Et si les resultats de mesures dépendaient de courbes (des "histoires") ou de la forme decertaines surfaces etc. Pour en arriver à proover un indeterminisme fondamental, il faudrait balayer toutes ces possibilités meme les plus farfelues.
    je suis malvoyant et fais des erreurs de frappe. Vous n'y penserez plus, Alzheimer venu

  14. #11
    Deedee81

    Re : Les phénomènes non-déterministes en physique quantique

    Salut,

    Citation Envoyé par Murmure-du-vent Voir le message
    Il y a quand meme un racourci tendencieux. Une variable est à priori un nombre (ou un vecteur).
    On montre des cas de violations d'inégalité (local ou non local) etc. Et si les resultats de mesures dépendaient de courbes (des "histoires") ou de la forme decertaines surfaces etc. Pour en arriver à proover un indeterminisme fondamental, il faudrait balayer toutes ces possibilités meme les plus farfelues.
    Excuse-moi, mais là je n'ai rien compris ????

    Mathématiquement, on suppose l'existence d'un ensemble de variables cachées, dont on ne précise pas la nature si ce n'est qu'elles sont déterministes et locales.
    Ce lambda peut être quelconque et même contenir toute l'histoire de sa variation si ça te chante (je ne sais pas si cela répond à ta question).
    La formulation de "local" est que chaque particule (dans une paire intriquée) a ses variables locales et que la mesure sur une particule ne dépend que de SES variables.
    La formulation de déterministe est que toute mesure de l'observable x est donné par une fonction (quelconque) (en principe on ajoute aussi l'état quantique local).

    EDIT : et cela contient donc toutes les possibilités, y compris les plus farfelues.

    Et cela suffit, le reste (aussi étonnant que cela paraisse) c'est des maths pures donnant les inégalités de Bell.

    J'avais trouvé une démonstration superbe dans une thèse de doctorat d'un italien.
    Je n'ai plus la référence sous la main, mais j'avais donné la démonstration ici http://www.scribd.com/doc/50186881/C...ntique-Tome-VI
    Dernière modification par Deedee81 ; 25/04/2016 à 11h25.
    Tout est relatif, et cela seul est absolu. (Auguste Comte)

  15. #12
    andretou

    Re : Les phénomènes non-déterministes en physique quantique

    Citation Envoyé par Deedee81 Voir le message
    Mais comme tous théorèmes, ils sont basés sur des hypothèses. On ne peut donc jamais démontrer quelque chose dans l'absolu.
    Bonjour Deedee
    Est-il vrai qu'on ne peut jamais démontrer quelque chose dans l'absolu ?
    Si c'est le cas, alors il y a au moins une chose qui est démontrée dans l'absolu (qui est précisément qu'on ne peut jamais démontrer quelque chose dans l'absolu), ce qui infirme du même coup la proposition.
    Si ce n'est pas le cas, alors à plus forte raison on ne doit affirmer qu'on ne peut jamais démontrer quelque chose dans l'absolu...

    Au-delà de ce paradoxe, qu'as-tu voulu dire ? le théorème de Pythagore rapporté à l'espace euclidien n'est-il pas l'exemple d'une démonstration parfaite et absolue ?

    Très bonne journée
    André
    Bon, le connaissable c'est fait... Qu'est-ce qu'il nous reste maintenant à découvrir ?

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  17. #13
    Deedee81

    Re : Les phénomènes non-déterministes en physique quantique

    Citation Envoyé par andretou Voir le message
    Est-il vrai qu'on ne peut jamais démontrer quelque chose dans l'absolu ?
    Si c'est le cas, alors il y a au moins une chose qui est démontrée dans l'absolu (qui est précisément qu'on ne peut jamais démontrer quelque chose dans l'absolu), ce qui infirme du même coup la proposition.
    Si ce n'est pas le cas, alors à plus forte raison on ne doit affirmer qu'on ne peut jamais démontrer quelque chose dans l'absolu...
    N'exagérons pas. regarde ma signature

    Citation Envoyé par andretou Voir le message
    Au-delà de ce paradoxe, qu'as-tu voulu dire ? le théorème de Pythagore rapporté à l'espace euclidien n'est-il pas l'exemple d'une démonstration parfaite et absolue ?
    Je parlais de la physique. Même Pythagore a des hypothèses, justement le fait que l'espace est euclidien.
    Et en physique, on ne peut que postuler la géométrie à laquelle obéissent les relations spatiales (à une époque c'était Euclide, maintenant c'est Riemann... ce qui changera probablement avec la gravité quantique).

    Donc, on ne peut prouver que le théorème de Pythagore s'applique systématiquement en physique (en fait c'est faux là).

    Mais évidemment, il ne faut pas exagérer. Si je dis "le Soleil n'existe pas", évidemment qu'on peut prouver que c'est faux : suffit de lever le nez
    Tout est relatif, et cela seul est absolu. (Auguste Comte)

  18. #14
    andretou

    Re : Les phénomènes non-déterministes en physique quantique

    Citation Envoyé par Deedee81 Voir le message
    - dans les processus indéterministes quantiques comme les désintégration radioactive ou la désexcitation des atomes
    Pour en revenir au sujet, est-il possible de démontrer que la désintégration radioactive ou la désexcitation des atomes sont des phénomènes de nature non-déterministes ?
    Bon, le connaissable c'est fait... Qu'est-ce qu'il nous reste maintenant à découvrir ?

  19. #15
    Deedee81

    Re : Les phénomènes non-déterministes en physique quantique

    Citation Envoyé par andretou Voir le message
    Pour en revenir au sujet, est-il possible de démontrer que la désintégration radioactive ou la désexcitation des atomes sont des phénomènes de nature non-déterministes ?
    La réponse a été donnée : non dans l'absolu et oui..... à la précision des mesures près.
    Tout est relatif, et cela seul est absolu. (Auguste Comte)

  20. #16
    Murmure-du-vent

    Re : Les phénomènes non-déterministes en physique quantique

    La demonstration des inégalités est basee sur l'existance d'une fonction f sur les variables
    tq
    Si les variables cachees lambda sont des courbes ou des surfaces ou des fractales ou des choses bien plus esotériques
    çà va devenir problematique pour trouver ce f et pour definir la mesure d'intégration d lambda!
    je suis malvoyant et fais des erreurs de frappe. Vous n'y penserez plus, Alzheimer venu

  21. #17
    andretou

    Re : Les phénomènes non-déterministes en physique quantique

    Citation Envoyé par andretou Voir le message
    Pour en revenir au sujet, est-il possible de démontrer que la désintégration radioactive ou la désexcitation des atomes sont des phénomènes de nature non-déterministes ?
    Citation Envoyé par Deedee81 Voir le message
    La réponse a été donnée : non dans l'absolu et oui..... à la précision des mesures près.
    Est-ce à dire que le caractère non-déterministe est aussi solidement établi pour la radioactivité et la désexcitation des atomes que pour la dualité onde-particule ? Le théorème de Bell peut-il aussi s'appliquer à ces phénomènes ?
    Bon, le connaissable c'est fait... Qu'est-ce qu'il nous reste maintenant à découvrir ?

  22. #18
    coussin

    Re : Les phénomènes non-déterministes en physique quantique

    Qu'entendez-vous, concrètement, par le "caractère non-déterministe de la dualité onde-corpuscule" ?

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  24. #19
    andretou

    Re : Les phénomènes non-déterministes en physique quantique

    Citation Envoyé par coussin Voir le message
    Qu'entendez-vous, concrètement, par le "caractère non-déterministe de la dualité onde-corpuscule" ?
    La dualité onde-particule consiste pour la lumière - mais aussi pour la matière - à se comporter comme une onde immatérielle et diffuse chaque fois que l’on cherche à mettre en évidence sa nature ondulatoire, et tout aussi bien comme une particule ponctuelle et localisable chaque fois que l’on cherche à mettre en évidence sa nature corpusculaire. Il s'agit de 2 choses contradictoires mais bien réelles. Comment quelque chose peut-il être tantôt matériel (particule) et tantôt immatériel (onde) ?
    Le caractère non-déterministe de cette dualité réside dans le fait que ce phénomène n'a aucune causalité ni explication, ainsi que l'on démontré Bell et Aspect.
    Bon, le connaissable c'est fait... Qu'est-ce qu'il nous reste maintenant à découvrir ?

  25. #20
    Murmure-du-vent

    Re : Les phénomènes non-déterministes en physique quantique

    Le caractere ondulatoire ou non est deterministe. Il depend des caracteristiques de l'appareil de mesure.
    je suis malvoyant et fais des erreurs de frappe. Vous n'y penserez plus, Alzheimer venu

  26. #21
    coussin

    Re : Les phénomènes non-déterministes en physique quantique

    Citation Envoyé par andretou Voir le message
    La dualité onde-particule consiste pour la lumière - mais aussi pour la matière - à se comporter comme une onde immatérielle et diffuse chaque fois que l’on cherche à mettre en évidence sa nature ondulatoire, et tout aussi bien comme une particule ponctuelle et localisable chaque fois que l’on cherche à mettre en évidence sa nature corpusculaire. Il s'agit de 2 choses contradictoires mais bien réelles. Comment quelque chose peut-il être tantôt matériel (particule) et tantôt immatériel (onde) ?
    Le caractère non-déterministe de cette dualité réside dans le fait que ce phénomène n'a aucune causalité ni explication, ainsi que l'on démontré Bell et Aspect.
    D'accord, j'ai bien fait de vous demander de préciser votre pensée...
    Tout d'abord, cette dualité onde-corpuscule est un concept un peu désuet de nos jours qui tend, il me semble, à être abandonné par la communauté scientifique.
    Ensuite, je ne vois pas dans votre desciption de traces de "non-déterministe" que j'interprète comme aléatoire ou stochastique...

  27. #22
    andretou

    Re : Les phénomènes non-déterministes en physique quantique

    Citation Envoyé par coussin Voir le message
    Tout d'abord, cette dualité onde-corpuscule est un concept un peu désuet de nos jours qui tend, il me semble, à être abandonné par la communauté scientifique.
    Peut-être, je ne suis pas au courant. Il me semble pourtant que la dualité onde-particule est une question centrale de la physique quantique.

    Citation Envoyé par coussin Voir le message
    Ensuite, je ne vois pas dans votre desciption de traces de "non-déterministe" que j'interprète comme aléatoire ou stochastique...
    Un phénomène déterministe est un phénomène qui obéit à des lois, tandis qu'un phénomène non-déterministe n'est régi par aucune loi, même cachée.
    Je ne peux que répéter que le caractère non-déterministe de cette dualité réside dans le fait que ce phénomène n'a aucune causalité ni explication, car régi par aucune loi même cachée, ainsi que le croyait Niels Bohr et ainsi que l'ont démontré Bell et Aspect.
    Bon, le connaissable c'est fait... Qu'est-ce qu'il nous reste maintenant à découvrir ?

  28. #23
    andretou

    Re : Les phénomènes non-déterministes en physique quantique

    Citation Envoyé par Murmure-du-vent Voir le message
    Le caractere ondulatoire ou non est deterministe. Il depend des caracteristiques de l'appareil de mesure.
    Oui, c'est exactement le point de vue de Niels Bohr.
    Cependant, comment expliquer que le comportement ne soit pas le même d'un appareil à l'autre ?
    Bon, le connaissable c'est fait... Qu'est-ce qu'il nous reste maintenant à découvrir ?

  29. #24
    coussin

    Re : Les phénomènes non-déterministes en physique quantique

    Bon, ça dépent de ce que vous voulez dire par "aucune loi" mais les phénomènes non-déterministes, aléatoires, stochastiques obéissent à des lois. Juste, ce sont des lois de probabilité...
    Aucune loi ne peut dire si le prochain tirage sera pile ou face mais par contre je peux dire que au bout de 1 milliard de tirages, il y aura 50% de pile et 50% de face. Ca, c'est une loi.

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  31. #25
    andretou

    Re : Les phénomènes non-déterministes en physique quantique

    Citation Envoyé par coussin Voir le message
    Bon, ça dépent de ce que vous voulez dire par "aucune loi" mais les phénomènes non-déterministes, aléatoires, stochastiques obéissent à des lois. Juste, ce sont des lois de probabilité...
    Aucune loi ne peut dire si le prochain tirage sera pile ou face mais par contre je peux dire que au bout de 1 milliard de tirages, il y aura 50% de pile et 50% de face. Ca, c'est une loi.
    Je crois qu'il y a un malentendu. Jouer à pile ou face ou lancer un dé sont des phénomènes rigoureusement déterministes qui obéissent aux seules lois de la mécanique, même si le résultat a l'apparence du hasard.
    Les phénomènes non-déterministe, au contraire, n'obéissent à aucune loi, même si leurs comportements peuvent se décrire en termes de moyennes et d'écarts-type.
    Bon, le connaissable c'est fait... Qu'est-ce qu'il nous reste maintenant à découvrir ?

  32. #26
    coussin

    Re : Les phénomènes non-déterministes en physique quantique

    Bah c'est pareil avec les phénomènes qauntiques...
    La désintégration de noyaux radioactifs est aléatoire, aucune loi ne peut dire à quel instant un atome va se désintégrer. Mais au bout d'un milliard d'années, on sait combien il y aura de noyaux radioactifs.

  33. #27
    coussin

    Re : Les phénomènes non-déterministes en physique quantique

    Les phénomènes quantiques dont (je crois) vous parlez obéissent à des lois de probabilité bien précises.
    Les processus aléatoires qui n'obéissent à aucune loi de probabilité sont les processus chaotiques. Ce n'est pas de ça dont vous parlez.
    Dernière modification par coussin ; 25/04/2016 à 19h20.

  34. #28
    coussin

    Re : Les phénomènes non-déterministes en physique quantique

    Mais on s'éloigne de votre question... Il n'y a rien d'aléatoire, intrinsèquement, dans la dualité onde-corpuscule. Une notion d'aléatoire intervient dans un processus de mesure comme l'a souligné Murmure-du-vent.
    Est-ce de ça dont vous parlez ?

  35. #29
    andretou

    Re : Les phénomènes non-déterministes en physique quantique

    Citation Envoyé par coussin Voir le message
    La désintégration de noyaux radioactifs est aléatoire, aucune loi ne peut dire à quel instant un atome va se désintégrer.
    C'est précisément ce que je cherche à savoir : a-t-il été démontré que le moment auquel se désintègre un noyau radioactif n'est déterminé par aucun facteur ?

    Citation Envoyé par coussin Voir le message
    Il n'y a rien d'aléatoire, intrinsèquement, dans la dualité onde-corpuscule. Une notion d'aléatoire intervient dans un processus de mesure comme l'a souligné Murmure-du-vent.
    Exact ! Mais le terme "aléatoire" peut prêter à confusion. "Aléatoire" s'emploie aussi bien pour le jeu de dés, une perturbation météo, les orbites chaotiques des planètes (qui sont des phénomènes déterministes obéissant à des lois physiques précises), que pour la désintégration du noyau radioactif qui est un phénomène très vraisemblablement non-déterministe... Il y a une différence de nature fondamentale entre le caractère aléatoire du jeu de dé (qui n'est aléatoire qu'en apparence), et le caractère véritablement aléatoire de la désintégration radioactive.
    Bon, le connaissable c'est fait... Qu'est-ce qu'il nous reste maintenant à découvrir ?

  36. #30
    coussin

    Re : Les phénomènes non-déterministes en physique quantique

    D'accord, on y arrive
    En effet, les phénomènes quantiques sont aléatoires "par nature", intrinsèquement. Contrairement à un lancer de dé.
    Votre question est : a-t-on démontré ça ou y aurait-il un "ordre" caché que l'on ne connaît pas ?
    C'est ça ?

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