Intrication et interférences

[chaverondier]

Que le dispositif soit avec des lames BS ou sans (configuration BC), alors ce qu'on peut mesurer en D0 reste identique: A(25%), B(25%), ou AB(50%).

C'est précisément ce point que je ne comprends pas. Ma question est la suivante (cf figure en bas de la page http://www.bottomlayer.com/bottom/ki...scully-web.htm ) : En raison du dispositif de création de paires EPR corrélées photon signal/photon témoin en sortie de la fente A et en sortie de la fente B, chacun des photons témoins est EPR corrélé avec un photon signal passant obligatoirement par la même fente.

Dans la configuration présentée, si l'on remplace les lames semi-réfléchissantes BSA et BSB par des miroirs réfléchissants, tous les photons témoins sont renvoyés dans la gomme quantique. La gomme quantique efface alors complètement toute information permettant de savoir si ces photons témoins sont passés par la fente A ou par la fente B. On pourrait dès lors s'attendre à ce que les photons signaux redeviennent capables de produire une figure d'interférence dans le plan focal de la lentille LS. En effet, grâce à l'action de la gomme quantique, on ne dispose plus d'aucune information sur la fente A ou la fente B par laquelle sont passés les photons signaux (puisqu'on ne peut plus détecter la fente A ou la fente B par laquelle sont passés leurs photons témoins EPR corrélés).

Si maintenant on met en place des détecteurs D3 et D4 (à la place des lames séparatrices BSA et BSB) pour déterminer si le photon témoin est passé par la fente A ou par la fente B, alors on sait aussi si le photon signal EPR corrélé est passé par la fente A ou par la fente B. On peut donc s'attendre à ce que les photons signaux ne produisent plus aucune figure d'interférence dans le plan focal de la lentille LS.

Bien sûr ce n'est pas possible car on pourait ainsi modifier la figure d'interférence produite par les photons signaux en modifiant le traitement réalisé sur les photons témoins EPR corrélés, d'où conflit possible avec le principe de causalité. Comment peut-on prouver, dans ce cas particulier (sans faire intervenir le principe de causalité et sans utiliser le no-communication theorem) que le changement de traitement des photons témoins ne change rien à la figure d'interférence formée par les photons signaux dans le plan focal de la lentille LS ? Au feeling, je pense que ça doit être possible, mais je ne sais pas comment car je dois attribuer plus de pouvoir qu'elles n'en ont (sur les photons signaux) à l'action de la gomme quantique et à l'action des détecteurs D3 et D4 (sur les photons témoins EPR corrélés). BC
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[Pio2001]

imaginez-vous expérimentateur. Comment faire interférer "il a mesuré up" avec "il a mesuré down"? Vous mettez quoi dans quel appareil qui fait quoi? Vous envisagez sérieusement une réponse à cette question?

Moi oui, c'est facile.
Il suffit de donner une feuille à l'expérimentateur avec des instructions. S'il mesure up, il prend un émetteur de photon, et il envoie très précisément au temps t un photon vers la fente A de l'interféromètre d'Young qui se trouve là bas. Par contre, s'il mesure down, il envoie ce même photon vers la fente B.
S'il est dans une superposition d'états dans lesquels il a observé up et down, son émetteur de photons va être dans une superposition d'états dans lesquels le photon est parti vers A et vers B.
Ce photon étant dans une superposition d'états A et B, il va y avoir des franges d'interférence sur l'écran... à condition que l'opérateur, son émetteur et son photon ne soient pas encore corrélés à l'extrémité d'un système EPR, comme quand on combine une expérience EPR avec des expériences d'Young et que les franges n'apparaissent pas.

il dans un état superposé de 3 possibilités distinctes (du point de vue de son histoire avant clic)
1/ il est passé par la fente A
2/ il est passé par la fente B
3/ il est passé par les deux fentes à la fois.

Cela ne me paraît pas correct. La fente par laquelle passe le photon est une information sur sa position. Or les valeurs propres de l'observable position sont des positions précises. Notamment A et B.
Un photon peut être dans une combinaison linéaire d'états propres. A est un état propre de l'observable position. B également, mais "A et B" n'en est pas un.
Si on ajoute l'état "A et B" à l'état A et à l'état B, la somme obtenue se décompose toujours comme une combinaison linéaire des états A et B, et non des trois états cités.

Comment peut-on prouver, dans ce cas particulier (sans faire intervenir le principe de causalité et sans utiliser le no-communication theorem) que le changement de traitement des photons témoins ne change rien à la figure d'interférence formée par les photons signaux dans le plan focal de la lentille LS ?

En appliquant la règle de Born à la fonction d'onde du système, non ?
Le problème, c'est que dans ce qui précède, je n'ai vu nulle part une expression de la fonction d'onde du système. Elle se trouve sans doute dans les documents cités, mais je ne les ai pas lus. En tout cas, ce n'est plus une simple superposition quantique à la Young. On nous dit bien qu'à la sortie du cristal non linéaire, la paire de photons est dans un état de corrélation EPR. Ce n'est pas innocent.
L'ensemble du système est alors décrit par une fonction d'onde qui est la superposition quantique de deux états non séparables EPR. Il faut exprimer cela sur une base d'états propres pour voir ce qui se passe. On ne peut pas dire intuitivement comme ça si il va y avoir franges d'intérférences ou pas.

[invite8ef93ceb]

Bonjour,

Moi oui, c'est facile.
Il suffit de donner une feuille à l'expérimentateur avec des instructions. S'il mesure up, il prend un émetteur de photon, et il envoie très précisément au temps t un photon vers la fente A de l'interféromètre d'Young qui se trouve là bas. Par contre, s'il mesure down, il envoie ce même photon vers la fente B.
S'il est dans une superposition d'états dans lesquels il a observé up et down, son émetteur de photons va être dans une superposition d'états dans lesquels le photon est parti vers A et vers B.
Ce photon étant dans une superposition d'états A et B, il va y avoir des franges d'interférence sur l'écran... à condition que l'opérateur, son émetteur et son photon ne soient pas encore corrélés à l'extrémité d'un système EPR, comme quand on combine une expérience EPR avec des expériences d'Young et que les franges n'apparaissent pas.

Il y a des liens qui ne sont font pas dans ma tête. En quoi, par exemple, le fait que l'opérateur soit intriqué avec l'état de spin va-til changer quoi que ce soit (de mesurable) à l'état du photon? En quoi, s'il y en avait, ce changement d'état du photon lui permettrait-il de passer par une seul fente???

[chaverondier]

Le documents cité je ne l'ai pas lu.

Lisez le d'abord et dites moi ensuite
(cf http://www.bottomlayer.com/bottom/ki...scully-web.htm) :

* la figure qui se forme dans le plan focal de la lentille LS (présence de franges d'interférence ou pas) sur le chemin des photons signaux quand on met les lames semi-réfléchissantes BSA et BSB sur le chemin des photons témoin EPR corrélés (détournant ainsi 50% du flux de photons témoins de la gomme quantique) et pourquoi

* la figure qui se forme dans le plan focal de la lentille LS (présence de franges d'interférence ou pas) sur le chemin des photons signaux quand on enlève les lames semi-réfléchissantes BSA et BSB du chemin des photons témoin EPR corrélés (obligeant ainsi 100% du flux de photons témoins à passer dans la gomme quantique) et pourquoi,

on discutera après (éventuellement).

PS1 : correction : dans mon post http://forums.futura-sciences.com/post652905-31.html, si l'on se réfère à la figure 2 se trouvant en bas du document http://www.bottomlayer.com/bottom/ki...scully-web.htm , il faut enlever les lames semi-réfléchissantes BSA et BSB pour envoyer tous les photons témoin sur la gomme quantique (et non mettre des miroirs réfléchissants comme se serait le cas avec la figure postée par JIAV).

PS2: il serait nettement préférable de répondre à un seul message à la fois car les questions posées ne se prètent pas à un traitement approximatif et à la chaîne.

[Pio2001]

Il y a des liens qui ne sont font pas dans ma tête. En quoi, par exemple, le fait que l'opérateur soit intriqué avec l'état de spin va-til changer quoi que ce soit (de mesurable) à l'état du photon?

Heu, en fait je suis un peu embêté, parce qu'après réflexion, je m'aperçois que mon argument ne tien pas debout.
A la base, ce que je pensais dire, c'est que c'est l'opérateur qui décide.
Selon le spin qu'il observe, il place le photon dans une position ou dans une autre en changeant l'orientation de son émetteur de photons (un laser, par exemple).
L'état du photon, dans la fente A ou dans la fente B, dépend de l'état de l'observateur, vu spin haut, ou vu spin bas.

En quoi, s'il y en avait, ce changement d'état du photon lui permettrait-il de passer par une seul fente???

Si l'observateur a vu un état de spin, le photon passe par une fente et il n'y a pas interférence, s'il a vu les deux états de spins à la fois, le photon passe par les deux fentes à la fois et il y a interférence.

Malheureusement, ce n'est pas observable. Si on suppose que l'observateur peut rester chat de Schrödinger, alors l'écran où l'on observe les franges aussi. Il restera dans une superposition quantique d'états "photons issu de A sans franges" et "photon issu de B sans franges", et si réduction du paquet d'ondes il y a, elle mènera vers l'un des deux résultats sans franges.
Pour qu'il y ait franges d'interférences, il faut que l'impact du photon sur l'écran "réduise le paquet d'ondes", or on se place dans le cas où les paquets d'ondes ne se réduisent pas.

Je ne peux pas vous répondre pour le moment, Chaverondier. Mais dès que je pourrai, j'étudierai le document cité.

[Pio2001]

Lisez le d'abord et dites moi ensuite

* la figure qui se forme dans le plan focal de la lentille LS...

C'est fait.
Je ne sais pas répondre à ces questions. La figure d'interférence qui se forme à la sortie d'un interféromètre d'Young peut être déduite de l'optique géométrique, mais là il nous faut travailler sur le vecteur d'onde.
Si A est l'état du photon qui passe par la fente A et B l'état du photon qui passe par la fente B, il nous faut le procédé qui conduit à l'apparition des franges à partir du vecteur A+B.

Ensuite, le photon signal portant le numéro 1 et le photon témoin le numéro 2, pour savoir ce qui se passe si on place des miroirs, si on les retire, ou si on laisse les lames semi-réfléchissantes, il faut appliquer le même calcul au vecteur d'onde (A1 x A2) + (B1 x B2).

[invite8ef93ceb]

Si l'observateur a vu un état de spin, le photon passe par une fente et il n'y a pas interférence, s'il a vu les deux états de spins à la fois, le photon passe par les deux fentes à la fois et il y a interférence.

Je ne conteste pas, mais il y a encore des liens qui ne se font pas dans ma tête!?

[Pio2001]

Pas grave, de toutes façons, cela ne marche pas.

[invite8ef93ceb]

La seule façon que je vois est la suivante.

On met un observateur (non claustrophobe) dans une boîte qui l'isole totalement (rien ne peut entrer ni sortir, même pas une pensée). On mesure son moment cinétique total selon z (Méga Stern-Gerlach). On envoit un électron avec un moment cinétique superposé selon z dans la boîte (sans que rien d'autre n'entre ou ne sorte). Le type non-claustrophobe mesure le moment cinétique à l'intérieur de la boîte.

On remesure l'état de moment cinétique de la boîte (Mega SG again).

Talam! on mesure l'état superposé d'un observateur qui est en superposition d'état de résultat de mesures superposés!

Sincèrement, je pense que c'est la seule façon de faire (formalisme l'oblige). Et elle est tellement ridicule que j'ai de la difficulté à garder mon sérieux.

Cordialement,

Simon

[chaverondier]

La seule façon que je vois est la suivante. On met un observateur (non claustrophobe) dans une boîte qui l'isole totalement (rien ne peut entrer ni sortir, même pas une pensée)...

C'est là que se situe le problème. On n'arrive pas à isoler la boîte. Voilà pourquoi l'état superposé se propage comme un trainée de poudre dès que celui-ci concerne un système de taille macroscopique.

S'il s'avère que la réduction du paquet d'onde (ainsi que son indéterminisme et son irréversibilité) sont un leurre de nature thermodynamique traduisant la perte d'information de l'observateur macroscopique par son passage dans un état quantique superposé, alors le caractère dit classique d'un système est la conséquence physique de l'impossibilité d'observer ce système dans un état superposé parce qu'en l'observant on est soi-même "contaminé" par la superposition d'état. De ce fait, on n'observe plus qu'une seule composante de l'état quantique du système au lieu d'un état superposé.

Certains effets de superposition d'état s'étendent à une échelle macroscopique. Cela suggère (à tort ou à raison) que cette hypothèse n'est pas forcément à rejeter, mais elle pose la très délicate question de savoir comment "un" tel observateur finit par percevoir la règle statistique de Born quand il recommence de nombreuses fois la même mesure quantique.

...Sincèrement, je pense que c'est la seule façon de faire (formalisme l'oblige). Et elle est tellement ridicule que j'ai de la difficulté à garder mon sérieux.

Elle a le mérite de faire apparaître la question posée et de suggérer le fait que, finalement, le nounours vert multiple de mtheroy pourraît simplement être plus habile et plus rapide que l'observateur doté de nos moyens technologiques d'expérimentation et d'observation actuels. BC

[invite8ef93ceb]

S'il s'avère que la réduction du paquet d'onde (ainsi que son indéterminisme et son irréversibilité) sont un leurre de nature thermodynamique traduisant la perte d'information de l'observateur macroscopique par son passage dans un état quantique superposé, alors le caractère dit classique d'un système est la conséquence physique de l'impossibilité d'observer ce système dans un état superposé parce qu'en l'observant on est soi-même "contaminé" par la superposition d'état.

Je ne comprends pas, je vous explique comment je vois ça et j'y reviens.

Premièrement, si le vecteur d'état décrit l'état de la boîte (et de la boîte seule), il faut commencer par bien définir ce qu'est la boîte. Disons, pour faire ultra simple, ce pourrait être une structure de N atomes, rien de plus, rien de moins.

Maintenant, dans cette structure, il y a un objet dont on connait le moment cinétique. Il capte un unique électron qu'on lui envoie, ce qui modifie son moment cinétique.

Supposons que cet électron était en superposition d'état. S'il s'avère que "quelque chose s'échappe à l'extérieur de la boîte", quelque chose comme ce que vous appelez "de l'information", alors cette "information" qui sort ne fait plus partie de ce qu'on a défini comme boite. LE vecteur d'état de la boîte ne contient plus cette information, il a collapsé. Cette information fait maintenant partie d'un système extérieur à la boîte, et elle doit figurer dans une autre fonction d'onde que celle de la boîte.

C'est dans ce sens que je disais plus haut que la perte d'information doit être objective et que, par conséquent, le changement de la fonction d'onde aussi.

Si cette information qui sort dois toujours faire partie de ce qu'on a défini comme boîte [1], et donc de la fonction d'onde, alors il n'existe pas à proprement parler d'objets définissables par une fonction d'onde dans notre univers (sauf l'univers lui-même). Par exemple, s'il est vrai que l'univers ait été une singularité, alors chaque sous-système de l'univers d'aujourd'hui a de "l'information" qui lui appartient (i.e. fait partie de sa fonction d'onde), partout dans l'univers! C'est dire qu'il n'existe pas de sous-systèmes! (c'est pas con, et en fait c'est l'idée de Bohm (qu'il reprend je crois d'une philosophie indouiste), rappellez-vous le titre de son livre "The Undivided Universe", ou "Wholeness and the implicate order"), mais il me semble qu'il devient difficile de coller cela au formalisme que vous utilisez!?)

alors le caractère dit classique d'un système est la conséquence physique de l'impossibilité d'observer ce système dans un état superposé parce qu'en l'observant on est soi-même "contaminé" par la superposition d'état.

Je ne vois pas ce que vous voulez dire par "contaminé". Lorsque "l'information" (je ne sais vraiment pas ce que veut dire ce mot, mais bon...) sort de la boîte, peu importe où elle va (elle pourrait passer vers une deuxième boîte isolée?), elle ne fait plus partie de la fonction d'onde de la boîte? Même si cette information ne m'atteint jamais (donc ne me contamine pas), je ne peux que conclure que l'état est collapsé?

Peut-être j'aurais besoin de plus de détail pour comprendre ce que vous voulez dire.


Cordialement,

Simon


[1] C'est ce que vous supposez en disant que la boîte reste en superposition d'état malgré que "l'information sorte", parce qu'en fait, "l'information" qui sort fait partie du système boîte. En d'autres mots, une partie de la boîte, "l'information", sort de la boîte

[invite0c9e63b6]

Maintenant vient ma question. Que se passe-t-il si l’on enlève les lames séparatrices BSA et BSB, obligeant ainsi tous les photons témoins, sans exception, à passer par l'effaceur quantique. On efface ainsi toute trace de la fente par laquelle sont passés les photon témoins ?

Si l'on fait l'hypothèse que, grâce à l'effacement de toute information de type which way sur les photons témoins, on doit voir se reconstruire une figure d'interférence dans le plan focal de la lentille LS, on tombe sur un conflit avec le principe de causalité. En effet, on fait ainsi apparaître une figure d'interférence des photons signaux au niveau du plan focal de la lentille LS en agissant sur les photons témoins en violation de la causalité relativiste si l'action de l'effaceur quantique sur les photons témoins est séparée par un intervalle de type espace de la fin de création de la figure d’interférence et même avec le principe de causalité tout court si l'action de l'effaceur quantique sur les photons témoins se situe dans le futur absolu de l'événement de construction de la figure d'interférence par les photons signaux dans le plan focal de la lentille LS.

A part ce conflit avec la causalité, pourquoi est-ce que ça ne marche pas ? De toute façon, je suppose que cette expérience a déjà été réalisée et analysée ? (il suffit d'enlever les lames semi-réfléchissantes BSA et BSB). Est-il possible de prouver que la figure d'interférence dans le plan focal de la lentille LS ne peut pas se former sans recourir au principe de causalité pour le démontrer ? BC

Voici ma proposition de solution à ce problème :

Il y a dans toutes ces expériences, une question non exprimée explicitement : les photons sont-ils envoyés un par un, ou peuvent-ils être envoyés simultanément ? Cette question a des conséquences sur la façon dont la figure de diffraction se construit, en particulier sur la vitesse à laquelle elle se construit. Il me semble évident qu’une des caractéristiques de l’expérience que vous citez, est qu’elle nécessite un système de comptage de coïncidences, qui permet de déterminer dans lequel des 3 états suivants, le photon capturé en D0 se trouve :

- passé par une fente déterminée :
o A
o B
- La fente est indéterminée.

Ce système de comptage ne peut fonctionner que si les photons sont émis un par un.
Vous considérez les cas où les filtres BSA et BSB sont supprimés, et vous dites que dans ce cas, on doit voir se reconstruire une figure d’interférence en D0. Certes ! Vous en déduisez donc une violation du principe de causalité, au prétexte que l’action de l’effaceur quantique est séparée par un intervalle de genre espace avec « la fin de la création » de la figure d’interférence. Or c’est là que le bât blesse, du fait que cette « fin de la création » de la figure d’interférence est séparée en fait par un vecteur de genre temps de l’action de l’effaceur quantique. Ceci, parce que le système de détection de coïncidences interdit d’envoyer plusieurs photons simultanément. Amusez-vous donc à faire le calcul complet. Ce calcul nécessite de définir un critère de « fin de création » du système d’interférences, et ensuite, de prendre en compte le nombre de photons nécessaire pour arriver à cette fin, et enfin, le temps nécessaire pour réaliser toutes ces interférences de photons individuels (avec eux-mêmes).


Attila

[invite8915d466]

Quelques remarques en passant (désolé je n'ai pas encore regardé l'expérience dont parle Bernard).

Pour Bernard : franchement, je n'ai jamais compris l'interprétation des "mondes multiples" différemment de celle dont tu parles (reprise par Y Olivier) : elle abandonne juste en fait le postulat de la réduction du paquet d'onde , (en fait basé sur le postulat plus général qu'un appareil macroscopique ne peut pas exister dans une superposition d'état), et ne fait ensuite qu'apliquer la Meca Q "normale". Elle n'exige pas a priori de passage à la limite pour justifier la décomposition en plusieurs univers : c'est une simple conséquence de la décohérence. Le mot meme de multi-Univers est trompeur, il n'y a qu'une seule grande fonction d'onde dans cette théorie, et l'observateur est partagé entre les composantes , et dans chacune il n'a l'impression d'oberver que les états auxquels il est "rattaché" par la corrélation. On doit plutot parler d'interprétation "à observateurs multiples" que "à mondes multiples".

En aucun cas d'aileurs l'observateur ne se trouve dans un état pur superposé, puisque sa "séparation" vient en fait de l'interaction avec le système mesuré, et réalise donc nécessairement une intrication |S1>|O1> + |S2>|O2>. Pour la même raison, il ne peut pas produire de photons superposés sans intrication extérieure, donc pas d'effet d'interférence. En fait, très clairement, aucune expérience ne peut mettre en évidence cette superposition, tous les effets d'interférences étant exponentiellement petits à cause du grand nombre de particules.

Il n'y a donc effectivement aucun espoir de mesurer "expérimentalement" cette corrélation. Il faudrait trouver une expérience dans laquelle interviennent des termes d'interférence sur l'observateur, mais il est exclus à l'heure actuelle de mesurer l'état quantique d'un être humain !

Pour Simon : effectivement si il n'y a pas de projection, il n'y a jamais de vrai état pur d'une particule individuelle. Ce n'est que dans une sous-composante engendrée par une mesure , que l'observateur voit comme une projection, qu'il sera conduit à décrire une particule individuelle après la mesure par un état pur. C'est là ou on voit que la fonction d'onde apparait comme le catalogue de l'information acquise sur la particule par un "observateur partiel".

Ce qui me gêne personnellement, c'est que si la fonction d'onde n'est que le catalogue de l'nformation acquise, qu'est ce qui autorise à postuler qu'il existe une fonction d'onde totale de l'Univers, et quelle est son interprétation, puisqu'aucun observateur ne peut la mesurer !

L'interprétation "à observateurs multiples" est curieuse, mais pas principalement a mon avis a cause de l'introduction de plusieurs versions des observateurs (moi ca ne me gene pas plus que l'abandon de la simultaneité en Relativité). Pour moi, c'est plutot parce qu'elle détruit l'interprétation "réaliste" de la fonction d'onde pour un système individuel ( vue comme une vraie onde qui se projetterait "physiquement " lors d'une mesure), tout en maintenant cette "réalité" de le fonction d'onde pour l'univers tout entier. Elle n'est donc pas exempte, elle non plus, d'une certaine contradiction interne.

[invite8ef93ceb]

Ce qui me gêne personnellement, c'est que si la fonction d'onde n'est que le catalogue de l'nformation acquise, qu'est ce qui autorise à postuler qu'il existe une fonction d'onde totale de l'Univers, et quelle est son interprétation, puisqu'aucun observateur ne peut la mesurer !

Peut-être que l'interprétation doit se faire en dehors de toute référence à un observateur? Une pure ontologie?

Pour moi, c'est plutot parce qu'elle détruit l'interprétation "réaliste" de la fonction d'onde pour un système individuel (vue comme une vraie onde qui se projetterait "physiquement " lors d'une mesure), tout en maintenant cette "réalité" de la fonction d'onde pour l'univers tout entier.

Je connais un truc pour éviter cette contradiction, mais vous ne voulez surement pas en entendre parler

Cordialement,

Simon

[invite6c250b59]

Sur l'expérience de BC: as-tu remarqué que les pics et les creux des courbes d'interférences s'annulent quand on additionne les courbes 3 et 4? Autrement dit, quand on a uniquement le résultat D0 on est incapable de savoir si il y eu which-way ou non dans la seconde partie du dispositif: on a une courbe comme la figure 5. Donc pas possible de changer ce qui se passe en D0 en fonction de ce qu'on fait après. Tout ce qu'on peut faire c'est diviser la courbe 5 en deux courbes 3 et 4 avec des infos à postériori.

Je trouve donc que la conclusion du document que tu cites "Yet the actual position of the photon arriving at D0 will be at one place if we later learn more information; and the actual position will be at another place if we do not." est faite exagérément pour choquer les "laypersons" comme moi. En fait on pourrait aussi bien dire que c'est le choc en D0 va déterminer si les détecteurs D3 et D4 vont ou non cliquer.

...ou alors j'ai rien compris

PS pour modo: une petite division du fil serait peut-être pas inutile

[invite6c250b59]

Pas grave, de toutes façons, cela ne marche pas.

Il me semble que si, mais à condition d'avoir deux observateurs isolés l'un de l'autre: le premier ne verra pas d'interférence (ou plutôt aucune de ses deux versions n'en verrait), mais le deuxième oui. C'est excellent: ça permettrait de savoir la réduction du paquet d'onde est réelle ou simplement un effet de perceptive comme le suggère Yann Olivier

...ou alors j'ai rien compris

[invite0c9e63b6]

PS pour modo: une petite division du fil serait peut-être pas inutile

D'accord avec Jiav : il y a visiblement deux discussions maintenant sur le fil. Une qui se concentre sur les expériences, en particulier celle citée par B. Chaverondier, et une autre, plus philosophique.

Attila

[Pio2001]

Il me semble que si, mais à condition d'avoir deux observateurs isolés l'un de l'autre: le premier ne verra pas d'interférence (ou plutôt aucune de ses deux versions n'en verrait), mais le deuxième oui.

Non parce que la chaîne d'observateurs superposés ne s'arrète jamais.
Au lieu d'observer une mesure de spin, l'observateur 1 est dans une superposition détats où il a observé spin up ou spin down.
Au lieu d'envoyer un photon vers une fente, son laser est dans une superposition d'états où il a envoyé le photon vers une fente ou vers l'autre.
Au lieu d'enregistrer un impact provenant des deux fentes, l'écran est dans une superposition d'états où il a reçu un impact d'une fente, ou un impact de l'autre fente.
Au lieu d'observer des interférences, l'observateur 2 se trouve dans une superposition d'états où il a observé des impacts provevants de la fente 1 ou des impacts provenants de la fente 2.

La superposition contamine tout le monde, ce qui fait que personne ne s'aperçoit de rien !


Dommage que j'aie laissé l'interprétation du "tigre" dans un état lamentable... elle aurait des choses à dire (http://forums.futura-sciences.com/sh...8567&page=3#39)
L'objection de Lévesque à cette proposition d'interprétation de la mécanique quantique était qu'un photon ne pourrait pas y subir de mesure parce que la réduction du paquet d'ondes ne le rattrape jamais. Or on peut lever cette objection en supposant que les photons interagissent par contact uniquement, et qu'une mesure effectuée sur l'un d'eux va se traduire par une diminution apparente de sa vitesse de propagation, que l'on interpète comme la traversée d'un milieu d'indice optique supérieur à 1.
Ca reste assez violent, parce que cela obligerait à limiter la vitesse de propagation des photons à un tiers de c dans une expérience EPR.
Au moins, c'est une hypothèse vérifiable...

Donc pour revenir sur le sujet, dans l'expérience de Kim, Yu, Kilik, Shih et Scully, si j'ai bien suivi, on est surpris de voir la mécanique quantique procéder non plus a des "actions instantanées à distance" entre zones séparées par un intervalles du genre espace, mais carrément à des "actions dans le passé" entre zones séparées par un intervalle du genre temps. Actions sans conséquences observables dans le passé, mais actions tout de même.

Je serais curieux de pouvoir mesurer la vitesse de propagation des photons entre la source et les détecteurs. En masquant la source et en mesurant le délai qui sépare cette action de la dernière détection dans les détecteurs, par exemple. L'interprétation du tigre prédirait une vitesse très inférieure à c.


Désolé pour cet aparté, je précise pour les nouveaux que "l'interprétation du tigre" n'existe nulle part ailleurs que dans ma tête, c'était une idée que j'ai eue pour sauver le déterminisme et la localité. Elle n'a aucun fondement sérieux.

[chaverondier]

Je ne vois pas ce que vous voulez dire par "contaminé".

Le fait qu'un appareil de mesure qui s'intrique avec un système dans un état quantique superposé (vis à vis de l'observable mesurée) se met lui aussi dans un état quantique superposé et que l'environnement (comprenant l'observateur) se met ensuite lui aussi dans un état quantique superposé quand il s'intrique avec l'appareil de mesure. C'est du moins ce que prédit le formalisme quantique et si cela se produit de cette façon, cela explique pourquoi l'observateur ne perçoit plus une superposition d'état une fois qu'il est intriqué avec le système observé et l'appareil de mesure. BC

[chaverondier]

franchement, je n'ai jamais compris l'interprétation des "mondes multiples" différemment de celle dont tu parles (reprise par Y Olivier)

Et pourtant c'est très différent. L'interprétation des mondes multiples va plus loin que l'hypothèse d'une simple mise de l'observateur dans un état quantique superposé. Une superposition de l'état quantique de l'observateur n'est pas si invraisemblable que ça au vu de l'observation de certains états macroscopiques superposés.

Le problème est le suivant : au lieu de considérer que la perte d'interférence entre composantes de l'état quantique superposé reste tout le temps limitée à une partie de plus en plus grande mais toujours finie de l'univers (si bien que l'opérateur densité associé à l'univers reste tout le temps celui d'un état pur) l'interprétation des mondes multiples propose que l'univers tout entier se sépare en composantes sans interférence.

A mon avis ce passage à la limite, proposé par l'interprétation des mondes multiples, revient à considérer une évolution de l'univers d'un état pur vers un "état" mixte ce qui est non physique. Qui plus est, cela introduit une irréversibilité fondamentale dont l'achèvement repose sur un critère inconnu au lieu de conserver à la perte d'information et à l'irréversibilité de la mesure quantique un caractère relatif à un observateur.

L'interprétation des mondes multiples abandonne juste en fait le postulat de la réduction du paquet d'onde.

Pas seulement justement (voir ci-dessus). L'interprétation des mondes multiples impose en plus de ça, me semble-t-il, un passage à la limite qui ne me semble pas pouvoir avoir de sens physique (car un "état" mixte n'est pas un état). BC

[chaverondier]

La « fin de la création » de la figure d’interférence est séparée, en fait, par un vecteur de genre temps de l’action de l’effaceur quantique.

Si l'on envoie tous les photons témoins sur l'effaceur quantique (en enlevant les miroirs semi-réfléchissants BSA et BSB du chemin des photons témoins) je ne sais pas si les photons signaux forment ou ne forment pas une figure d'interférence au niveau du plan focal de la lentille LS. J'aimerais le savoir et savoir pourquoi.

Je sais (ou crois savoir) que s'il n'y a pas d'effaceur quantique (effaçant toute information sur la provenance des photons témoins de la fente A ou de la fente B), les photons signaux ne peuvent pas former de figure d'interférence dans le plan focal de la lentille LS. En effet la provenance des photons signaux de la fente A ou de la fente B est signalée en raison de leur couplage EPR avec des photons témoins car les chemins suivis par ces photons témoins sont différents selon qu'ils proviennent eux aussi de la fente A ou de la fente B. Au contraire, si l'on fait passer les photons témoins dans l'effaceur quantique, on efface cette information et il est tentant de penser qu'il redevient possible de former une figure d'interférence dans le plan focal de la lentille LS avec les photons signaux...

...Oui mais, si une figure d'interférence se forme avec les photons signaux en présence d'un effaceur quantique placé sur le chemin des photons témoins, alors on pourrait toujours (au plan du principe) séparer la fin de la formation de cette figure d'interférence d'un intervalle de type espace avec l'action de l'effaceur quantique (en mettant l'effaceur quantique et le plan focal de la lentille LS suffisamment loins l'un de l'autre en les éloignant suffisamment du cristal BBO). On réaliserait ainsi un dispositif de transmission d'information entre événements séparés par des intervalles de type espace. BC

[invite8ef93ceb]

Le fait qu'un appareil de mesure qui s'intrique avec un système dans un état quantique superposé (vis à vis de l'observable mesurée) se met lui aussi dans un état quantique superposé et que l'environnement (comprenant l'observateur) se met ensuite lui aussi dans un état quantique superposé quand il s'intrique avec l'appareil de mesure. C'est du moins ce que prédit le formalisme quantique et si cela se produit de cette façon, cela explique pourquoi l'observateur ne perçoit plus une superposition d'état une fois qu'il est intriqué avec le système observé et l'appareil de mesure. BC

Je trouve que ça porte à confusion votre façon de dire ça (à moins que la théorie soit vraiment confuse et que vous le rendez bien)

Premièrement, si l'appareil de mesure s'intrique avec le microobjet, il n'y a plus à proprement parler de microobjet ni d'appareil de mesure. Le tout devient un seul et unique système quantique. On n'a pas ET un microobjet en superposition d'état ET un appareil de mesure en superposition d'état, on a un système S (qui contient des termes qu'avaient les sous-systèmes avant l'intrication).

En d'autres mots, si on postule un système quantique originellement complètement isolé, la mécanique quantique s'efforce de le dé-isoler. Un objet qui n'est plus isolé n'a pas à proprement parler d'existence propre, il est une partie d'un tout.

Par conséquent, je suis tout mélangé quand vous dites que l'état de l'environnement tombe en superposition d'état à cause de la mesure. Ce n'est pas ça, il me semble, que le formalisme dit (du moins ce que j'en comprends). Ce que le formalisme dit, c'est qu'à l'origine le microobjet état isolé du reste de l'univers, et que s'il y a une mesure (une interaction), alors c'est qu'il n'est plus isolé. La façon de modéliser mathématiquement le fait que le microobjet ne soit plus isolé est d'intégrer son vecteur d'état à celui de l'environnement de façon à ce ceux-ci ne soient plus factorisables en produit tensoriels. On dit alors que les systèmes sont intriqués, mais dans mes mots ça veut plus plutôt dire qu'ils ne sont plus isolés l'un de l'autre.

Cordialement,

Simon

[chaverondier]

Sur l'expérience de BC: as-tu remarqué que les pics et les creux des courbes d'interférence s'annulent quand on additionne les courbes 3 et 4? Autrement dit, quand on a uniquement le résultat D0 on est incapable de savoir si il y eu which-way ou non dans la seconde partie du dispositif: on a une courbe comme la figure 5. Donc pas possible de changer ce qui se passe en D0 en fonction de ce qu'on fait après.

Ni même en même temps sur les photons témoins.

Tout ce qu'on peut faire c'est diviser la courbe 5 en deux courbes 3 et 4 avec des infos récupérées a posteriori.

OK.

En fait on pourrait aussi bien dire que c'est le choc en D0 qui va déterminer si les détecteurs [D1, D2,] D3 et D4 vont ou non cliquer.

Là non par contre, car cela serait contraire au respect du hasard quantique. C'est précisément lui (du moins tant qu'on ne trouve pas de moyen de le biaiser) qui empêche de tirer parti de l'intrication quantique pour transmettre instantanément de l'information.

Par ailleurs, je n'avais pas répondu à ce message car je ne voyais pas de quelle façon il répondait à la question que je me posais. En effet, je n'avais pas compris pourquoi la figure d'interférence des photons signaux enregistrée par le capteur D0 est légèrement décalée vers le haut ou légèrement décalée vers le bas selon qu'elle est reconstruite à partir des seuls clics des photons témoins en D1 ou reconstruite à partir des seuls clics des photons témoins en D2 (si bien que les franges d'interférence des photons signaux en D0 s'annulent si on superpose ces deux figures d'interférence).

En effet, j'avais pris un peu trop au pied de la lettre la remarque de l'auteur selon laquelle l'action de l'effaceur quantique permettait de recréer une figure d'interférence en D0 avec les photons signaux. C'est faux ou, à tout le moins, cette information tronquée induit en erreur.

Un clic en D1 ne permet certes pas de savoir si le photon témoin vient de la fente A ou de la fente B et un clic en D2 ne permet pas de le savoir non plus. Pour autant, les clics de photons témoins en D1 et les clics de photons témoins en D2 sont corrélés à des figures d'interférence décalées (formées par les photons signaux enregistrés par D0). Les clics de photons témoins en D1 et les clics de photons témoins en D2 ne sont donc pas équivalents.

En fait, en regardant plus en détail la fonction d'onde correspondant aux différentes composantes de l'état quantique de notre paire EPR corrélée photon témoin/photon signal, il devrait être possible de savoir pourquoi ce décalage entre les deux figures d'interférence des photons signaux en D0 est normal.

Par le simple fait de répondre, je comprends mieux ce qui se passe (et cela respecte la réponse que j’avais faite à Attila dans un cas très voisin). Qu'on fasse ou pas passer tous les photons témoins par la gomme quantique, il n'est pas possible de faire apparaître les franges d'interférence en D0 sans se servir de l'information classique provenant des capteurs D1 et D2 séparant les clics des photons signaux en D0 coïncidents avec les clics des photons témoins en D1 des clics des photons signaux en D0 coïncidents avec les clics des photons témoins en D2.

Voilà qui, comme d'habitude, protège la causalité relativiste (notamment l'interdiction de transfert d'information entre événements séparés par des intervalle de type espace) en exigeant le transfert à vitesse infraluminique d'une "clé" pour pouvoir décoder "l'information" instantanément transmise sous forme cryptée entre les photons signaux et les photons témoins. BC

[chaverondier]

Je trouve que ça porte à confusion votre façon de dire ça. Premièrement, si l'appareil de mesure s'intrique avec le microobjet, il n'y a plus à proprement parler de microobjet ni d'appareil de mesure. Le tout devient un seul et unique système quantique. On n'a pas ET un microobjet en superposition d'état ET un appareil de mesure en superposition d'état, on a un système S (qui contient des termes qu'avaient les sous-systèmes avant l'intrication)...

...en superposition d'états. On est d'accord. Je n'avais pas exprimé les choses de façon rigoureuse. C'est bien l'ensemble système observé + appareil de mesure + environnement qui se met dans une superposition d'états quantiques dans la base Hilbertienne préférée induite par l'observable mesurée (dans l'espace d'état de ce "gros" système). BC

[invite6c250b59]

En fait on pourrait aussi bien dire que c'est le choc en D0 qui va déterminer si les détecteurs [D1, D2,] D3 et D4 vont ou non cliquer.

Là non par contre, car cela serait contraire au respect du hasard quantique. C'est précisément lui (du moins tant qu'on ne trouve pas de moyen de le biaiser) qui empêche de tirer parti de l'intrication quantique pour transmettre instantanément de l'information.

Oui d'accord: en fait j'aurais peut-être du écrire "on pourrait aussi mal dire que..."

Voilà qui, comme d'habitude, protège la causalité relativiste

Intuitivement j'ai l'impression que, si on pouvait envoyer les photons de D3 ou D4 (mais pas les deux) dans la gomme, alors la causalité serait violable (les courbes 3 et 4 n'étant plus pondérées pareilles, alors elles ne se moyenneraient plus). Non?

[invite8915d466]

Le problème est le suivant : au lieu de considérer que la perte d'interférence entre composantes de l'état quantique superposé reste tout le temps limitée à une partie de plus en plus grande mais toujours finie de l'univers (si bien que l'opérateur densité associé à l'univers reste tout le temps celui d'un état pur) l'interprétation des mondes multiples propose que l'univers tout entier se sépare en composantes sans interférence.

Vraiment, je pense que cette interprétation est incorrecte par rapport à l'idée initiale de Wheeler et de Everett, qui etait de ne faire intervenir aucun "phénomène" autre que l'évolution linéaire de la fonction d'onde, et de supposer qu'il n'y a qu'un état pur de l'Univers, point final (il n'y a pas en particulier d'apparition d'état mixte pour l'état global de l'Univers: ce n'est que dans les composantes "partielles" où l'on doit effectuer une opération de trace partielle que l'opérateur densité ne devient plus pur, exactement comme un état pur intriqué à deux particules devient un état statistique pour une particule quand on "oublie" l'autre.).

Pour moi, il n'y a pas explicitement de séparation en mondes différents, c'est juste la propagation physique de l'interaction (à la vitesse de la lumière ne serait ce que par interaction gravitationnelle) qui "entraine" le reste de l'univers par la dilatation de la sphère de causalité. D'ailleurs une séparation "mise à la main" en mondes parallèles aurait les mêmes défauts que la projection du paquet d'onde : définition de l'instant ou cette séparation aurait lieu, problème avec la covariance relativiste etc....

[invite6c250b59]

Non parce que la chaîne d'observateurs superposés ne s'arrète jamais.

ok I see. En fait ça pourrait marcher si et seulement si la décohérence pouvait différer pour deux observateurs, l'un voyant une décohérence dans son référentiel et l'autre pas.. pas sur si c'est physiquement possible...

[Pio2001]

En fait on pourrait aussi bien dire que c'est le choc en D0 va déterminer si les détecteurs D3 et D4 vont ou non cliquer.

Là non par contre, car cela serait contraire au respect du hasard quantique. C'est précisément lui (du moins tant qu'on ne trouve pas de moyen de le biaiser) qui empêche de tirer parti de l'intrication quantique pour transmettre instantanément de l'information.

Oui et non. Le hasard quantique empèche le choc en D0 de déterminer lequel des détecteurs en 1, 2, 3 et 4 va être en coïncidence, mais les chocs en D0 ne sont pas indépendants des autres. Il y a bien une corrélation avec les autres, que l'on peut observer a posteriori.

C'est comme dans l'expérience EPR d'Aspect avec les switcheurs qui commutent les deux voies optiques après le départ des photons. Le photon est déjà parti, il ne sait ni quelle voie optique il va emprunter, ni comment va se comporter son comparse, mais il reste quand même en corrélation observable avec lui au niveau du comportement et de la voie finalement choisie (choix retardé, Kim) ou imposée (EPR, Aspect).

[chaverondier]

Oui et non. C'est comme dans l'expérience EPR d'Aspect avec les switcheurs qui commutent les deux voies optiques après le départ des photons. Le photon ne sait ni quelle voie optique il va emprunter, ni comment va se comporter son comparse.

Ca fait un ni de trop. D'ailleurs, si l'on parvenait à trouver un moyen d'influer sur le hasard quantique, par exemple en obtenant plus d'une fois sur deux deux mesures de polarisation successives donnant le même résultat plutôt que deux mesures de polarisation successives donnant des résultats différents (par exemple par un contrôle draconien de l'état quantique de l'un des polariseurs de l'expérience d'Alain Aspect et de son environnement afin d'obtenir une certaine stabilité des causes supposées du hasard quantique (1)) (2) alors il deviendrait possible de transmettre un signal d'auto-corrélation en un temps de traitement statistique du signal indépendant de la distance entre les deux polariseurs de l'expérience d'Alain Aspect. BC

(1) hypothèse spéculative car, à ce jour, aucun élément ne permet de donner du poids à l'hypothèse selon laquelle un observateur pourrait influer sur le hasard de la mesure quantique. Cette question est inextricablement liée à la notion d'information dite classique et à la façon dont elle émerge de la mesure quantique (à ce jour mystérieusement dans toutes les interprétations).

(2) ou encore un moyen de modifier le type de l'observable mesurée "de l'autre côté" en modifiant l'état quantique de l'appareil de mesure de "l'autre observateur" via un phénomène d'intrication. Toutefois, bien que je n'ai pas analysé cette possibilité en détail, je suis à peu près sûr qu'on doit pouvoir démontrer son impossibilité via le no-communication theorem appliqué cette fois-ci à l'ensemble système observé + appareils de mesure.

[Bip]

Il croit provoquer la réduction du paquet d'onde mais c'est peut-être lui (et non le système observé) dont la mesure quantique change l'état quantique...(toutefois "je" devient un concept un peu délicat à cerner).

.

Est-on certain qu'il y a une séparation entre observateur et Univers observé ? Un télescope fait partie de l'oeil de l'observateur, un détecteur de particules aussi (?). Peut-on dire que l'Univers fait partie de l'oeil de l'observateur, et même qu'un observateur est un Univers ?
Peut-on considérer qu'une mesure quantique change le passé de cet observateur ?

Excusez-moi, merci.