Principe de superposition

[saintsrow]

Bonjour, comment montrer q un objet quantique a 2 etat different en meme temps c est a dire qu il y a une superposition?
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[albanxiii]

Bonjour,

Par réduction du paquet d'onde ?

[invite54165721]

le mode "superposition" n'est pas le mode le plus général
ce mode s'écrit |a+b><a+b| qui est une matrice pure
mais il y a aussi |a><a| + |b><b| qui est une matrice de mélange
et il y a tous les matrices intermédiaires .
et cette matrice se mesure

[Deedee81]

Salut,

Bonjour, comment montrer q un objet quantique a 2 etat different en meme temps c est a dire qu il y a une superposition?

En soit ça n'a guère de sens.

Imagine un espace d'état à deux dimensions. Avec une base d'états |a> et |b>.
Mais il y a une infinité de bases possibles, par exemple |c> = |a>+|b>, |d>=|a>-|b> (à un racine de 2 près).

Un état quelconque |psi> sera superposé ou pas selon la base choisie !!!! Par exemple, si |psi>=|c> alors c'est un état superposé du point de vue de la première base et non superposé du point de vue de la deuxième.

C'est en fait exactement la même chose que dans la représentation d'un plan cartésien avec une origine et deux axes de coordonnées x, y. La question "comment savoir si un point est sur un axe".... dépend du choix des axes !!!!

Donc, doit dire |psi> est-il un état superposé par rapport à une base B donnée (ou plus général comme le dire alovesupreme en incluant les mélanges statistiques).

On montre facilement qu'il existe un opérateur hermitien dont les valeurs propres sont "superposé", "pas superposé". Par conséquent il existe toujours un moyen théorique de répondre à ta question. Pour l'aspect pratique : tout dépend de la signification physique du système et des états de base.

Par exemple, si un état est dans une superposition (ou pas) de positions, on peut le déterminer par une expérience de type interférence de Young.
Et si on a un grand nombre de systèmes dans cet état, alors la méthode d'albanxiii est la plus simple : mesurer les valeurs (correspondant à la grandeur physique associée aux états de base : spin, position, vitesse, etc...) et voir si on obtient une ou deux valeurs.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite54165721]

d'accord pour le nombre de résultats possibles
mais comme il associe plusieurs resultats possibles a la notion de superposition je signalais que ca n a pas de rapport.

[coussin]

Bonjour, comment montrer q un objet quantique a 2 etat different en meme temps c est a dire qu il y a une superposition?

"Montrer", je ne sais pas trop ce que vous voulez dire par là...
Ce qui est sûr c'est qu'on observe expérimentalement des figures d'interférence résultant de l'évolution d'un système dans une superposition d'état. Et ces observations sont en accord avec la théorie correspondante.

[Deedee81]

"Montrer", je ne sais pas trop ce que vous voulez dire par là...

Ah oui, bonne question ça. "Montrer théoriquement" ou "montrer expérimentalement" ou "prouver/valider que ça existe" )
(Au vu de ses autres questions, je sens la question très généraliste, probablement pas plus précise que ça)

Mais je crois que les différentes réponses (dont la tienne) devraient répondre à tout ça, sauf précisions de l'auteur

[saintsrow]

Bonjour, vu que ma question semble pas bien precise voila le video que j ai regarde et que j ai pas compris l experience qu ils ont fait pour montrer qu il y a une superposition
(ps :je suis nul en physique quantique, pour ceux qui ont repondu avec des signes comme celle la |c>, je suis desole mais j ai rien compris)

https://www.youtube.com/watch?v=YPlAWN3k6So

[coussin]

C'est un peu difficile à expliquer à un non-spécialiste mais, effectivement, les processus présentés dans la vidéo (oscillations de Rabi, décohérence) sont extrêmement courants dans n'importe quelle expérience d'optique quantique...

[Paradigm]

Bonsoir,

https://www.youtube.com/watch?v=YPlAWN3k6So

Il est plutôt regrétable d'interpréter la superposition d'état par "être à la fois dans tel ou tel état" comme le chat de schrödinger. Une fonction d’onde sert à calculer les probabilités de trouver une particule ou un objet quantique dans un état ou un autre. Ceux qui se comprend dans le sens ou le système est dans un état quantique unique, mais que les mesures peuvent donner plusieurs résultats différents, chaque résultat étant associé à sa probabilité d’apparaître lors de la mesure.

En mécanique quantique, il n’est pas possible de manière générale de connaître l’état d’un système avant son observation.

Cordialement,

[ThM55]

C'est très simple: tout état quantique est la superposition d'autres états quantiques.

Les états quantiques sont des vecteurs dans un espace vectoriel (plus exactement des rayons, mais ils sont engendrés par un vecteur). Dans un espace de dimension N tout vecteur est la combinaison linéaire de N vecteurs de base. Si on a choisi une base, on peut en changer et un des vecteurs de base de la première est une combinaison linéaire des vecteurs de base de l'autre.

Le choix d'une base revient à choisir un ensemble d'observables. On n'est pas obligé d'observer toujours les mêmes grandeurs physiques, on peut en changer et cela revient à changer de base. Donc tout état quantique est par nature une superposition.

[Paradigm]

Donc tout état quantique est par nature une superposition.

Au sens mathématique du terme, cela ne pause aucun problème, c'est l'interprétation qui en est donné dans bon nombre d'article de vulgarisation qui conduit à la métaphore du chat à la fois dans un état mort et vivant. Ce qui sort du cadre de la physique.

La decomposition d'un état pur dans la base des vecteurs propres de l'opérateur hermitique qui est un observable , est un outil pour faire des prédictions suite a des mesures et non un outil pour faire de la métaphysique.

Les états pur quantique se représentent par des vecteurs dans un espace de Hilbert, toutefois cela n'est pas le cas des états mixtes qui necessitent l'usage de la notion d'opérateur densité.

Cordialement,

[albanxiii]

Au sens mathématique du terme, cela ne pause aucun problème, c'est l'interprétation qui en est donné dans bon nombre d'article de vulgarisation qui conduit à la métaphore du chat à la fois dans un état mort et vivant. Ce qui sort du cadre de la physique.

C'est toujours l'interprétation qui pose problème avec la mécanique quantique... Vouloir lui faire dire des choses qu'elle ne dit pas, ou vouloir la tordre pour arriver à la faire entrer dans le moule de notre vision des choses. Ce fil en est un exemple parmi d'autres.