Le temps s'écoule t-il pour un photon ?

[invite1ab59cc3]

Voilà la relativité restreinte montre que plus la vitesse d'une particule se rapproche de celle de la lumière, plus le temps ralentit, plus les distances raccourcissent, du point de vue de l'objet ayant cette grande vitesse...

L'expérience d'Alan Aspect a montrée que des photons corrélés, restaient "liés" malgrés la distance, et que la détermination de l'état d'un des photons avait un impact immédiat sur l'autre photon corrélé...Comme si les photons étaient en contact...
Alors que cela semble impossible, puis qu'une information ne devrait pourvoir voyager plus vite que C la vitesse de la lumière....

Cependant pour un photon voyageant à la vitesse C de la lumière, ne peut-on considérer que du point de vue du photon , le temps ne s'écoule pas, et que par conséquent la notion de distance, ne peut s'appliquer...Que par conséquent les deux photons corrélés, forment en fait toujours un seul et même système....
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[invite5715c8d9]

Voilà la relativité restreinte montre que plus la vitesse d'une particule se rapproche de celle de la lumière, plus le temps ralentit, plus les distances raccourcissent, du point de vue de l'objet ayant cette grande vitesse...

L'expérience d'Alan Aspect a montrée que des photons corrélés, restaient "liés" malgrés la distance, et que la détermination de l'état d'un des photons avait un impact immédiat sur l'autre photon corrélé...Comme si les photons étaient en contact...
Alors que cela semble impossible, puis qu'une information ne devrait pourvoir voyager plus vite que C la vitesse de la lumière....

Cependant pour un photon voyageant à la vitesse C de la lumière, ne peut-on considérer que du point de vue du photon , le temps ne s'écoule pas, et que par conséquent la notion de distance, ne peut s'appliquer...Que par conséquent les deux photons corrélés, forment en fait toujours un seul et même système....

Bonjour Mumyo,
Je pense que ce que tu viens de dire n'est qu'un point faible parmis d'autres de la théorie de la relativité.
Cordialement.

[invite1ab59cc3]

Moi je voyais là plutôt un lien interressant entre un phénomène du monde quantique, et la relativité...
Je crois que chaque théorie dans son domaine est trés performante, la relativité est extraordianire aux échelles macro, alors que la MQ l'est aux échelles micro...
Mais il est vrai, qu'elles se contredisent sur certains aspects de la réalité...
D'aprés la Mécanique Quantique l'énergie du Vide doit être trés importante, mais si c'est le cas, alors l'espace temps devrait être courbé de manière tout aussi importante...Et il semblerait qu'une telle courbure ne soit pas compatible avec ce que l'on peut observer aux échelles macroscopiques...

[yahou]

ne peut-on considérer que du point de vue du photon , le temps ne s'écoule pas, et que par conséquent la notion de distance, ne peut s'appliquer... Que par conséquent les deux photons corrélés, forment en fait toujours un seul et même système....

Si l'on veut sauvegarder la causalité, on est effectivement amené à penser que deux particules corrélées forment un seul système.

Par contre ça n'a rien a voir avec le fait que les photons aillent à c. D'ailleurs on peut faire des manips EPR avec des particules massives corrélées (qui ne se déplacent donc pas à c). Ton raisonnement est caduque car ça n'a pas de sens de se placer dans le référentiel d'un photon (voir à ce sujet ce post de la FAQ).

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite1ab59cc3]

D'ailleurs on peut faire des manips EPR avec des particules massives corrélées (qui ne se déplacent donc pas à c).

Effectivement, il semble que cela n'a pas de lien avec le fait de se déplacer à C

[chaverondier]

Si l'on veut sauvegarder la causalité, on est effectivement amené à penser que deux particules corrélées forment un seul système.

Au niveau interprétatif, sauvegarder la causalité relativiste tout en considérant en même temps que les deux particules EPR corrélées "forment un tout global unique" (comme le formule Alain Aspect) exige de considérer que le changement d'état quantique induit par une mesure quantique est un changement "dans la connaissance de l'observateur" sans "effet objectif" sur le système observé (1).

Or ce point de vue ne me semble pas conciliable avec la violation des inégalités de Bell quand elle est combinée avec le caractère d'interaction objective de la mesure quantique. En effet, contrairement au caractère d'acquisition passive d'information (sans effet objectif sur l'état du système observé lors d'une mesure classique), le caractère d'interaction d'une mesure quantique est incompatible avec un caractère de simple "changement d'état dans la connaissance de l’observateur".

C'est un fait largement vérifié. A titre d'illustration, on peut vérifier de façon reproductible que la mesure du spin horizontal d'un électron dans un état initial de spin vertical up change objectivement l'état de spin initial de cet électron.

L'objectivité de ce changement d'état se manifeste par le fait qu'un deuxième observateur, même s'il est maintenu dans l'ignorance du changement d'état dans la connaissance d'un premier observateur, va pouvoir confirmer le nouvel état de spin horizontal acquis à l’issue de la mesure de spin horizontal réalisée par le premier observateur. Ce n'est donc pas seulement l'état de la connaissance du premier observateur qui a été changé mais bien un élément de la réalité extérieure à ce premier observateur, élément de réalité correspondant à une propriété appartenant en propre à l’électron en question.

A un niveau fondamental, le maintien de l'hypothèse de non violation de la causalité relativiste me semble donc en nette difficulté. Ce problème disparaît si l'on considère que l'invariance relativiste (et la causalité relativiste que l'on peut lui associer) est une propriété effective, de nature statistique, indissociable de l'observateur et traduisant nos limitations d'action ainsi que nos limitations d'accès à l'information (comme c'est déjà le cas pour le second principe de la thermodynamique).

Du même coup, il n'est plus nécessaire, non plus, de prêter à l'indéterminisme et à l'irréversibilité de la mesure quantique un caractère fondamental. Il est possible de considérer l'indéterminisme et l'irréversibilité de la mesure quantique comme étant de nature thermodynamique statistique (point qui s'avère déjà vérifié pour tous les phénomènes classiques comme la physique statistique a pu le modéliser). Cette interprétation offre le deuxième avantage de réconcilier la mécanique quantique avec elle-même.

Cette interprétation reste toutefois en attente d'un modèle quantique complet et cohérent de l'observateur et de l'acquisition d'information quantique incorporant l'hypothèse du temps thermique (hypothèse présentée, par exemple, dans un papier de C. Rovelli déjà évoqué par mtheory sur futura-science). L'espoir c'est de pouvoir de cette façon, un jour ou l'autre (plutôt l'autre ), modéliser le résultat unique observé à l'issue d'une mesure quantique et réconcilier l'unitarité, le déterminisme et la réversibilité de la dynamique quantique avec le caractère non unitaire, indéterministe et irréversible de la mesure quantique (2). BC

(1) En effet, si l'on admet que le système des deux particules EPR corrélées ne forme pas un objet global unique, on peut prétendre qu’une particule change objectivement d'état du côté où on réalise la mesure quantique, mais que le changement d'état de l'autre particule n'est pas objectif tant qu'on ne lui fait pas subir de mesure. Toutefois, on échappe alors pas (à mon avis) à la conclusion selon laquelle la mécanique quantique donne une description incomplète de l'état du système EPR corrélé. En effet, dans ce cas, l'état physique objectif du couple de particules diffère de l'état quantique global unique que modélise la fonction d’onde (ramenée, à juste titre à mon avis, au rang de récapitulatif incomplet des informations accessibles à l’observateur).

(2) Sauf bien sûr à rajouter l'hypothèse non réfutable des mondes multiples pour résoudre ce conflit sans faire appel à l'observateur...sauf discrètement quand il s'agit de dire quand s'achève la séparation en mondes multiples. Mais bon, si on fait ça discrètement, avec un peu de chance, ça peut passer inaperçu .

[Floris]

A ce sujet, une petite question, deux photon de loguerus d'onde différentes peuvent t'il étre corrélé?
Bien amicalement
Flo

[invite09c180f9]

Il me semble bien effectivement que deux photons d'énergies différentes peuvent être corrélés, ce qui viendrait montrer une intrication entre les deux...

[chaverondier]

Deux photons de longueurs d'onde différentes peuvent-ils être corrélés ?

Oui. Voir EPR, Bell & Aspect: The Original References (in PDF Format) By David R. Schneider http://www.drchinese.com/David/EPR_Bell_Aspect.htm

Experimental Test of Bell’s Inequalities Using Time varying Analyzers
Alain Aspect, Jean Dalibard, Gérard Roger, Physical Review letters, 20 december 2002

“The high-efficiency well-stabilized source of pairs of correlated photons, at wavelengths Lambda_1=422,7 nm and Lambda_2=551,3 nm, is obtained by two-photon excitation of a (J=0) > (J=1) > (J=0) radiative cascade in calcium.”

BC

[Floris]

Merci beaucoup pour ces renseignements. Existe t'il une façon simple pour intriquer des photon? Il me semble qu'il faut disposer de deux polariseur et un petit dispositif de mesure électronique non? Se doit pouvoir étre réalisable à la porté d'un étudiant comme moi non? j'ai des polariseurs à la maison

Bien à tous.
Flo

[invité576543]

A ce sujet, une petite question, deux photon de loguerus d'onde différentes peuvent t'il étre corrélé?
Bien amicalement
Flo

Bonjour,

Une petite remarque: la longueur d'onde d'un photon est une donnée relative, elle dépend du référentiel. La notion d'égalité de la longueur d'onde de deux photons est tout aussi relative. En fait, pour deux photons quelconques, il existe des repères où ils ont la même longueur d'onde... Donc deux photons ont aussi bien la même longueur d'onde que des longueurs d'onde différentes, selon le repère où on se place (*). Mais l'intrication, elle, n'est pas une donnée relative...

Cordialement,

(*) Sauf, évidemment, le cas de deux photons identiques, de directions parfaitement parallèles et dans le même sens...

[Floris]

Bonjour,

Une petite remarque: la longueur d'onde d'un photon est une donnée relative, elle dépend du référentiel. La notion d'égalité de la longueur d'onde de deux photons est tout aussi relative. En fait, pour deux photons quelconques, il existe des repères où ils ont la même longueur d'onde... Donc deux photons ont aussi bien la même longueur d'onde que des longueurs d'onde différentes, selon le repère où on se place (*). Mais l'intrication, elle, n'est pas une donnée relative...

Cordialement,

(*) Sauf, évidemment, le cas de deux photons identiques, de directions parfaitement parallèles et dans le même sens...

Oh mais c'est vrai sa, je n'y avais jamais pensé!!!

(*) Sauf, évidemment, le cas de deux photons identiques, de directions parfaitement parallèles et dans le même sens...

Là je présume qu'il existe une classe de ref ou ils n'auron pas la même logueurs d'onde non?

Merci encore
flo

[chaverondier]

Une petite remarque: la longueur d'onde d'un photon est une donnée relative, elle dépend du référentiel. La notion d'égalité de la longueur d'onde de deux photons est tout aussi relative. En fait, pour deux photons quelconques, il existe des repères où ils ont la même longueur d'onde... Donc deux photons ont aussi bien la même longueur d'onde que des longueurs d'onde différentes, selon le repère où on se place. Mais l'intrication, elle, n'est pas une donnée relative.

A noter que pour comparer la longueur d'onde des 2 photons d'une même paire de photons EPR corrélés émis par une source S, il existe un référentiel inertiel "naturel" : le référentiel inertiel comobile avec cette source S lors de cette émission. BC

[invité576543]

Là je présume qu'il existe une classe de ref ou ils n'auron pas la même logueurs d'onde non?

Bonjour,

Les photons étant des bosons, il n'est pas interdit que deux photons occupent exactement le même état, à savoir exactement la même énergie et le même vecteur quantité de mouvement. Auquel cas, cette identité parfaite est valable dans tout référentiel. Le rayonnement laser approche de cet idéal...

Cordialement,

[zaqiel]

Bonjour à tous,
Je pensais qu'une particule se déplaçait à la vitesse de la lumière, mais comme précisé plus haut ce n'est pas le cas, il me vient une question:
Selon l'expérience d'Aspect, deux particules imbriquées réagissent instantanément. Imaginons l'expérience suivante: je possède deux particules imbriquées qui se déplacent à une vitesse très faible par rapport à la lumière. Si j'accélère l'une des deux, elle va subir des effets relativistes qui seront liés à son référentiel, mais la deuxième qui devrait prendre l'apparence de la première n'est pas accélerée et devrait se trouver dans un état anachronique qui est un état accéléré mais au repos! ou l'inverse où c'est celle au repos qui empêche l'autre de changer. N'étant pas un spécialiste dans la physique, je pense que vous pourrez m'expliquer ce cas de figure où quelque chose de fondamental doit m'échapper.

[Gilgamesh]

Bonjour à tous,
Je pensais qu'une particule se déplaçait à la vitesse de la lumière, mais comme précisé plus haut ce n'est pas le cas, il me vient une question:
Selon l'expérience d'Aspect, deux particules imbriquées réagissent instantanément. Imaginons l'expérience suivante: je possède deux particules imbriquées qui se déplacent à une vitesse très faible par rapport à la lumière. Si j'accélère l'une des deux, elle va subir des effets relativistes qui seront liés à son référentiel, mais la deuxième qui devrait prendre l'apparence de la première n'est pas accélerée et devrait se trouver dans un état anachronique qui est un état accéléré mais au repos! ou l'inverse où c'est celle au repos qui empêche l'autre de changer. N'étant pas un spécialiste dans la physique, je pense que vous pourrez m'expliquer ce cas de figure où quelque chose de fondamental doit m'échapper.

Si tu apportes de l'énergie à une des particules et non au couple, tu les désintriques illico.

a+

[zaqiel]

Ok, merci pour l'info. Comme ça c'est clair.

[invite15206f09]

Bonjour,

Je prends le débat en cours mais il me semble intéressant d'aborder le sujet sous un angle un peu différent.

Tout d'abord, il convient de dire que la mécanique quantique ne décrit pas le comportement de la nature mais la connaissance que nous avons de son comportement. Niels Bohr l’avait très bien dit « Il est faux de penser que le but de la physique est de trouver comment est faite la nature. La physique est seulement concernée par ce que l’on peut dire sur elle ».

Un état intriqué de deux particules est une description mathématique de la connaissance que nous pouvons avoir de l’état des deux particules. En aucun cas cette description doit être prise à la lettre : les particules sont-elles véritablement mélangées ? Nous n’en savons rien et ne le saurons peut-être jamais. En revanche, lorsque nous souhaitons faire des prédictions sur les états de ces particules nous sommes obligés d’introduire dans nos calculs notre méconnaissance de l’état du système des 2 particules. Les états possibles sont soit l+-> soit l-+> sans que l’on puisse trancher. Dès lors que nous mesurons l’état de l’une des particules, de facto l’état de l’autre est connu. Aucune information n’est transférée, aucune interaction entre les deux particules n'a eu lieu : seul notre niveau de connaissance de l’état des particules a changé.

De ce point de vue, je partage en grande partie la conclusion de Chaverondier « Il est possible de considérer l'indéterminisme et l'irréversibilité de la mesure quantique comme étant de nature thermodynamique statistique ». Il existe toutefois une différence de taille entre la thermodynamique statistique et la mécanique quantique :
- le programme de la thermo stat est de prendre en compte notre méconnaissance de l’état des systèmes induite par le grand nombre d’éléments (par ex. l’état d’un gaz qui contient des milliards de milliards de molécules)
- en mécanique quantique, la méconnaissance de l’état du système est plus profonde : elle tient au fait que nous ne pouvons connaître un état sans le mesurer d’une part, et que toute mesure est une interaction qui perturbe irréversiblement le système d’autre part. Notre traitement du problème doit donc tenir compte de tous les possibles a priori, ce qui explique l’apparition d’états intriqués.

La mécanique quantique tisse des liens étroits avec la thermo stat mais elle nous dit autre chose que celle-ci sur la nature.

En revanche, la relativité n’a pas grand chose à dire sur ce sujet car elle repose fondamentalement sur les paradigmes de la physique classique (la relativité n’a fait que compléter la mécanique classique en étendant les lois de conservation aux symétries du groupe de Lorentz). Il serait plus intéressant de se demander en quoi l’hypothèse d’un quantum d’action (la constante de Planck) conduit à une remise en question si profonde de la connaissance que nous pouvons avoir des systèmes physiques.