La feinte des fentes de Young

[invite7070fa42]

Bonjour à tous,


j’ai un problème de compréhension avec la dualité onde-corpuscule, je sais c’est normal.

Je conçois qu’un électron puisse se comporter comme un corpuscule qui pourrait interagir avec-lui même.
Dans le cas des fentes de Young et si je comprends bien, cette dualité disparaît au moment où l’électron touche l’écran.
Peut-on dire que c’est au moment où l’électron touche l’écran qu’il y a réduction du paquet d’onde?

Dans la seconde partie de l’expérience on essaye de détecter par quelle fente passe l’électron qui se comporte alors comme une simple particule.
Peut-on dire que c’est au moment où l’électron passe dans le détecteur qu’il y a réduction du paquet d’onde?


Aussi j’ai l’impression que l’électron peut se présenter sous deux états:

- un état de dualité onde-corpuscule où l’électron peut interagir avec lui-même.
- un état de particule «révélée» après réduction du paquet d’onde.

Est-ce vraiment deux états différents? ou alors faut-il voir la réduction du paquet d’onde comme un «reset», une «mise en phase»?


Merci de vos lumières, si ça se trouve je dis des grosses bêtises.
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[invite7070fa42]

Rebonjour à tous,

je me permet de relancer une fois.

[phys4]

Bonjour,

Dans le cas des fentes de Young et si je comprends bien, cette dualité disparaît au moment où l’électron touche l’écran.
Peut-on dire que c’est au moment où l’électron touche l’écran qu’il y a réduction du paquet d’onde?

L'aspect onde disparait lorsque la particule atteint l'écran, donc un détecteur.

Dans la seconde partie de l’expérience on essaye de détecter par quelle fente passe l’électron qui se comporte alors comme une simple particule.
Peut-on dire que c’est au moment où l’électron passe dans le détecteur qu’il y a réduction du paquet d’onde?

L'effet de détection avant les fentes qui fait disparaitre les interférences, peut être un effet progressif :
Nous considérons un éclairage qui interagit juste avant les fentes, il permet de savoir par quelle fente passe l'électron.L'interaction agit la lumière modifie la phase de l'électron qui n'interfère plus.
On imagine alors de diminuer la longueur d'onde afin que la longueur d'onde correspondante à une impulsion plus faible qui ne déphase pas les électrons.
Cela introduit une incertitude sur la détection car la précision devient progressivement insuffisante pour savoir par quelle fente passe l'électron.
Simultanément, les franges réapparaissent progressivement, car une probabilité de passage par les deux fentes existe.

[Amanuensis]

Dans ce domaine il faut éviter de «réifier» les concepts, de prendre les modèles comme des descriptions réalistes. (Beaucoup essayent, mais à presque un siècle d'histoire les tentatives restent vaines...)

La dualité onde/corpuscule est d'abord (et a priori, seulement) une notion de modèle: il y a un modèle ondulatoire et un modèle corpusculaire, les deux étant des «simplifications» du modèle proposé par la théorie quantique des champs (QFT). Le choix d'un modèle ou l'autre se fait en fonction de la problématique étudiée.

Pareil (ou même pire) la notion de réduction du vecteur d'état est une notion de modèle, et pour le moment aucune description «réaliste» n'est satisfaisante (la notion de décohérence ne répond que partiellement à ce critère).

Parler de deux états genre dualité et non dualité n'a a priori aucun sens dans un quelconque des modèles. Un électron modélisé en QFT interagit toujours avec lui-même (ce n'est qu'une «composante» d'un champ). Une «réduction» est une modélisation d'une interaction (et à proprement parler ce n'est pas tant l'état de l'électron qui est «réduit» mais l'état du système combinant l'électron (ou le champ électronique) et ce avec quoi il interagit (l'écran en l'espèce)).

Les états avant et après une «réduction» sont différents ; les états de l'électron en tant que particule libre avant et après l'interaction sont simplement des états d'électron. Il n'y a pas de modification qualitative, on ne peut pas parler de «reset». Il y a une sorte de «mise en phase», en prenant cette expression comme portant sur le système électron+écran, ce qui peut être aussi décrit comme une intrication ; c'est la nature même d'une interaction.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite7070fa42]

L'effet de détection avant les fentes qui fait disparaitre les interférences, peut être un effet progressif :
Nous considérons un éclairage qui interagit juste avant les fentes, il permet de savoir par quelle fente passe l'électron.L'interaction agit la lumière modifie la phase de l'électron qui n'interfère plus.
On imagine alors de diminuer la longueur d'onde afin que la longueur d'onde correspondante à une impulsion plus faible qui ne déphase pas les électrons.
Cela introduit une incertitude sur la détection car la précision devient progressivement insuffisante pour savoir par quelle fente passe l'électron.
Simultanément, les franges réapparaissent progressivement, car une probabilité de passage par les deux fentes existe.

Ce comportement progressif est très intéressant! Merci.

[invite7070fa42]

Dans ce domaine il faut éviter de «réifier» les concepts, de prendre les modèles comme des descriptions réalistes. (Beaucoup essayent, mais à presque un siècle d'histoire les tentatives restent vaines...)

La dualité onde/corpuscule est d'abord (et a priori, seulement) une notion de modèle: il y a un modèle ondulatoire et un modèle corpusculaire, les deux étant des «simplifications» du modèle proposé par la théorie quantique des champs (QFT). Le choix d'un modèle ou l'autre se fait en fonction de la problématique étudiée.

Pareil (ou même pire) la notion de réduction du vecteur d'état est une notion de modèle, et pour le moment aucune description «réaliste» n'est satisfaisante (la notion de décohérence ne répond que partiellement à ce critère).

Parler de deux états genre dualité et non dualité n'a a priori aucun sens dans un quelconque des modèles. Un électron modélisé en QFT interagit toujours avec lui-même (ce n'est qu'une «composante» d'un champ). Une «réduction» est une modélisation d'une interaction (et à proprement parler ce n'est pas tant l'état de l'électron qui est «réduit» mais l'état du système combinant l'électron (ou le champ électronique) et ce avec quoi il interagit (l'écran en l'espèce)).

Les états avant et après une «réduction» sont différents ; les états de l'électron en tant que particule libre avant et après l'interaction sont simplement des états d'électron. Il n'y a pas de modification qualitative, on ne peut pas parler de «reset». Il y a une sorte de «mise en phase», en prenant cette expression comme portant sur le système électron+écran, ce qui peut être aussi décrit comme une intrication ; c'est la nature même d'une interaction.

Merci pour ta réponse, j'aime beaucoup la façon dont tu présentes les choses.

Je ne savais pas qu'on pouvait parler d'intrication dans ce cas là, pour moi c'était réservé aux expériences de "téléportation".

[Amanuensis]

L'intrication est au cœur de la physique quantique, et elle est partout. Cela signifie juste qu'on peut parler de l'état d'un système composé de deux sous-systèmes autrement que comme le produit (la combinaison) de l'état du premier sous-système et de l'état du second sous-système. C'est une propriété très générale de la PhyQ, et une différence fondamentale avec la physique classique, dans laquelle, au contraire, l'état d'un système est, par postulat, le produit de l'état de ses sous-systèmes (et donc la donnée de l'état du système détermine l'état de ses sous-système).

Dans l'expérience des fentes de Young avec électrons (normalement c'est avec photons...) une première intrication est celle entre le photon et l'écran avec fentes. Si l'électron est dévié (ce qui n'est qu'exceptionnellement pas le cas), il y a nécessairement modification de la quantité de mouvement de l'écran fendu. On peut parler de l'état électron+écran fendu, en particulier de la quantité de mouvement totale, qui est bien définie, et égale avant et après le «passage» ; mais on ne peut pas séparer cela comme un état précis de l'électron et un état précis de l'écran, avec chacun sa quantité de mouvement. Car cela serait équivalent à dire que l'on sait par quelle fente l'électron est passé. L'indétermination du mode de passage est liée à, et peut s'exprimer comme, une intrication. Et, par symétrie, il y a indétermination sur le mouvement de l'écran fendu.

Une seconde intrication est entre l'électron et l'écran détecteur. Celle-là est plus compliquée, car elle se «résout» (la réduction d'état) en un état disjoint de l'électron et du détecteur), l'aspect le plus mystérieux de la physique quantique. Mais on peut décomposer cela en d'abord un état intriqué (dans lequel il n'y a pas d'endroit précis d'interaction), une «réduction» (qui concerne l'état du système, avec l'intrication), et un état final, «désintriqué» (la réduction est une sorte de choix de l'endroit d'interaction, ce qui permet de parler du point d'impact).