le chat de schrodinger est mort

[invited37a86e7]

J'espère que ce que je vais dire n'est pas trop stupide.

Résumé de l'expérience: un chat est enfermé dans une boîte fermée avec un dispositif qui tue l'animal dès qu'il détecte la désintégration d'un atome d'un corps radioactif.

Ce que je ne comprends pas: que la boîte soit ouverte ou pas (la métaphore de la mesure) il me semble que le chat ne peux jamais être en superposition d'états, vu que ce qui réalise la mesure c'est l'appareillage qui détecte la désintégration.

En fait, le but de cette expérience de pensée était certainement de lier un état quantique (en superposition) à l'état (habituellement déterminé) d'un être macroscopique afin que l'étrangeté quantique soit singlante. Mais il me semble qu'ici la superposition quantique des deux systèmes liés (l'atome et le chat) ne peut être conservé si ce qui réalise le lien est précisement un instrument de mesure.
Bref, par le biais de l'instrumentation à l'intérieure de la boîte, le chat réalise une mesure sur l'atome et prend un pari très risqué sur sa survie.
Et puisqu'il s'agit d'une expérience de pensée, je dirais que l'énoncé "avec un dispositif qui tue l'animal dès qu'il détecte la désintégration" suffit à ecrouler la fonction d'onde et suffit à dire que même quand on a pas encore ouvert la boîte, le chat est soit mort, soit vivant (exclusivement).

Non ?
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[invite09c180f9]

Bon, cette expérience est bien évidemment une expérience de pensée ; son petit pb est qu'elle représente une idée quantique donc du microcosme mais avec un exemple du macrocosme.
En fait, tant que l'on a pas fait la mesure (ouvert la boîte), le chat est dans une superposition d'états (à la fois mort ET vivant). A partir du moment où l'on ouvre la boîte il y a une réduction du paquet d'onde et son état devient déterminé (SOIT mort SOIT vivant)...maintenant il y a eu maintes discussion sur le sujet sur le forum...

[invited37a86e7]

maintenant il y a eu maintes discussion sur le sujet sur le forum...

en fait, c'est justement par ce que j'ai pas trouvé de réponse sur ce forum que je pose la question.

[invitedc2ff5f1]

Non mais surtout, ce qu'il faut savoir, c'est qu'avant de se mettre a fond dans la méca quantique, shödinger éta du coté d'eistein, et donc contre la MQ! Cette expérience n'avait donc pour but que de déstabiliser les pro-MQ en établissant un paradoxe (le chat ne eput pas et mort, et vivant)...

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite6de5f0ac]

Bon, cette expérience est bien évidemment une expérience de pensée ; son petit pb est qu'elle représente une idée quantique donc du microcosme mais avec un exemple du macrocosme.
En fait, tant que l'on a pas fait la mesure (ouvert la boîte), le chat est dans une superposition d'états (à la fois mort ET vivant). A partir du moment où l'on ouvre la boîte il y a une réduction du paquet d'onde et son état devient déterminé (SOIT mort SOIT vivant)...maintenant il y a eu maintes discussion sur le sujet sur le forum...

Bonsoir,

La question que je vais poser est d'une naïveté à pleurer.

Tant qu'on n'a pas ouvert la boîte, on ne sait pas si le chat est mort ou vivant. Mais, MQ mise à part, c'est le cas de n'importe quelle boîte? Si je te présente un boîte fermée sans plus d'information, comment pourrais-tu savoir si elle contient un chat mort ou vivant? Ou d'ailleurs si elle contient un chat?

Question subsidiaire: pourquoi c'est toujours les chats qui morflent? Schrödinger était un fan des yorkshires?

-- françois

[invitefa5fd80c]

Morale de cette histoire : la vie c'est comme une boîte de chôcôlats, on ne sait jamais sur lequel on va tomber

[invitefc60305c]

En MQ, c'est pas qu'on ne sait pas ce qu'est le chat, mais plutôt que le chat est mort et en même temps vivant (bon ok, ça implique qu'on ne sait pas comment il est, mais ça c'est parce qu'il est impossible, pour nous, de concevoir un tel état).
Il y a superposition d'états.

Après, si on te présente une boîte (hors MQ), là, le chat est soit vivant, soit mort, mais toi, tu ne pourras pas le savoir.

Pour la question subsidiaire, je laisse les experts s'en charger

[invite6de5f0ac]

Bonsoir,

Je n'étais évidemment pas dupe de ma propre "naïveté" simulée. Je voulais juste resituer le problème.

On a un cas analogue avec le paradoxe des jumeaux en Relativité. Si on n'accepte pas de changer de représentation intellectuelle on a un paradoxe. Mais sinon ça s'explique très clairement. Pareil pour le chat de Schrödinger: l'absence d'information n'a rien à voir avec l'indétermination intrinsèque postulée par la MQ.

Je travaille depuis presque vingt ans (à temps très partiel, heureusement) sur un formalisme cybernétique qui, au moins à ses débuts, prétendait résoudre ce genre de questions. Il s'avère que c'est très efficace techniquement parlant, mais que c'est un des innombrables modèles à variables cachées. Donc ne fait pas beaucoup avancer le schmilblick. Je contine à bosser dessus parce que c'est intéressant, mais je sais que ça ne va pas révolutionner notre manière de concevoir le monde. C'est la vie...

-- françois

[invite93279690]

Bonsoir,

La question que je vais poser est d'une naïveté à pleurer.

Tant qu'on n'a pas ouvert la boîte, on ne sait pas si le chat est mort ou vivant. Mais, MQ mise à part, c'est le cas de n'importe quelle boîte? Si je te présente un boîte fermée sans plus d'information, comment pourrais-tu savoir si elle contient un chat mort ou vivant? Ou d'ailleurs si elle contient un chat?

Question subsidiaire: pourquoi c'est toujours les chats qui morflent? Schrödinger était un fan des yorkshires?

-- françois

On m'a déjà fait ce type d'objection et à ce moment je n'avait pas sû répondre où était la particularité de la MQ mais j'ai peut être une réponse....
Le truc c'est que SI le chat devenait un objet quantique (c'est le but de la manip) alors il pourrait être fondamentalement à la fois dans l'état mort ET vivant peut importe qu'on le sache ou pas, physiquement il aurait le droit d'être dans les deux états à la fois et c'est là qu'est le "paradoxe" . Ensuite seulement au moment de la mesure on observerait un seul des états propre du chat (mort ou vivant) avec une certaine probabilité et cet état perdurerait au delà de la mesure parcequ'il y aurait réduction du paquet d'onde.
Après je peux me tromper et j'attends donc les experts pour me dire si je raconte n'iporte quoi ou pas.

[chaverondier]

Cette expérience est une expérience de pensée ; son petit pb est qu'elle représente une idée quantique donc du microcosme mais avec un exemple du macrocosme.

En fait, elle est (presque) correcte quand même, à condition d'avoir bien compris quelle est "l'observation" qui tue le chat. C'est bien une "observation" qui provoque sa mort ou sa retombée dans un état de vie (après être passé dans un état mort et vif), mais il s'agit d'une "observation" en un sens quantique et non d'une observation au sens d'acquisition d'information par l'observateur. Cette "observation" en un sens quantique est réalisée bien avant l'ouverture de la porte.

En fait, tant que l'on a pas fait la mesure.

Oui

(ouvert la boîte)

Non.

le chat est dans une superposition d'états (à la fois mort ET vivant).

Oui.

A partir du moment où l'on ouvre la boîte

Non, bien avant (voir pourquoi plus bas).

Il y a une réduction du paquet d'onde et son état devient déterminé (SOIT mort SOIT vivant.

Oui.

Prenons un exemple plus simple que la désintégration d'un atome instable pour déclencher la rupture de la fiole de poison. Prenons la mesure de polarisation à 0° d'un photon préparé dans un état de polarisation à 45°. De cette façon, on a exactement une chance sur deux que le chat meure.

En fait, on a pas besoin d'ouvrir la boîte pour que le chat bascule d'un état superposé (mort et vif) à un état mort ou vif. Du point de vue quantique, "l'observation" du chat signifie seulement que "l'onde de décohérence" s'est propagée jusqu'à l'observateur, l'a dépassé et l'a donc mis dans un état superposé sans qu'il le sache (interprétation des mondes multiples). Il n'y a pas besoin d'ouvrir la porte et de regarder le chat pour que cette interaction quantique ait lieu car la décohérence se propage très très rapidement.

L'ouverture de la porte ne fait que lui apprendre quelque chose qui s'est déjà produit car, sans le savoir, l'observateur a "observé" le chat (au sens quantique) avant que la porte soit ouverte.

Cela mériterait quelques explications complémentaires (1) mais on a éliminé une première confusion fréquente entre

1/ "l'observation" au sens d'interaction quantique de l'environnement (contenant l'observateur) avec l'appareil de mesure (ici l'appareil de mesure de polarisation du photon c'est le chat lui même)

2/ l'observation au sens d'acquisition d'information par l'observateur (en ouvrant la porte pour regarder l'indication de l'appareil de mesure, cad si le chat est vivant ou mort).

C'est "l'observation" au sens 1/ qui fait basculer l'appareil de mesure (le chat) de l'état (|0°>+|90°>)/2^(1/2) (l'état mort et vif) à l'état |0°> ou |90°> (mort ou vif). Cela se fait bien avant l'observation au sens 2/ (correspondant à une acquisition d'information par l'observateur en ouvrant la porte). BC

(1) notamment, si on préfère se passer de l'interprétation des mondes multiples et adopter au contraire l'hypothèse d'une réduction objective du paquet d'onde (présentant cependant l'inconvénient d'être incompatible avec le principe de relativité du mouvement au niveau interprétatif).

[invite88ef51f0]

Salut,

Tant qu'on n'a pas ouvert la boîte, on ne sait pas si le chat est mort ou vivant. Mais, MQ mise à part, c'est le cas de n'importe quelle boîte?

Tout à fait. La différence de la MQ, c'est de parler de ces états inconnus en disant que c'est la superposition d'autres états. Mais même si c'est inhérent à la MQ, c'est un formalisme qui peut très bien s'appliquer ailleurs.

[invited37a86e7]

En fait, on a pas besoin d'ouvrir la boîte pour que le chat bascule d'un état superposé (mort et vif) à un état mort ou vif. Du point de vue quantique, "l'observation" du chat signifie seulement que "l'onde de décohérence" s'est propagée jusqu'à l'observateur, l'a dépassé et l'a donc mis dans un état superposé sans qu'il le sache (interprétation des mondes multiples). Il n'y a pas besoin d'ouvrir la porte et de regarder le chat pour que cette interaction quantique ait lieu car la décohérence se propage très très rapidement.

merci chaverondier. ça confirme ma perception.
je pense que cette précision est importante, parceque l'histoire du chat de schrodinger fait partie des exemples célèbres permettant d'expliquer l'étrangeté quantique pour le profane, mais il sème le doute quant à la mesure et de l'observation (ouvrir la boîte vs observer la desintegration à l'intérieur de la boite).

[Pio2001]

Ca c'est l'interprétation d'Everett de l'expérience du Chat de Schrödinger, mais à la base, cette expérience s'analysait avec l'interprétation de Copenhague.

L'interprétation de Copenhague consiste à dire qu'il existe deux sortes d'objets. Les objets quantiques, qui obéissent aux lois quantiques, et les objets classiques, qui n'obéissent pas aux lois quantiques.
Les observateurs (humains, appareils de mesure...) appartiennent à la seconde catégorie.

Dans l'expérience du chat, on considère le chat comme un objet quantique. On le décrit alors à la fois mort et vivant, jursqu'à ce qu'un objet classique (opérateur, robot avec caméra...) en fasse l'observation.

Le paradoxe, c'est que la frontière entre le quantique et le classique peut être placée à un niveau arbitraire. Entre l'atome et le mécanisme qui déclenche le poison, entre le poison et le chat, entre le chat et l'observateur, entre l'observateur et son patron, etc.

[chaverondier]

L'interprétation de Copenhague consiste à dire qu'il existe deux sortes d'objets. Les objets quantiques, qui obéissent aux lois quantiques, et les objets classiques, qui n'obéissent pas aux lois quantiques. Les observateurs (humains, appareils de mesure...) appartiennent à la seconde catégorie.

Dans l'expérience du chat, on considère le chat comme un objet quantique. On le décrit alors à la fois mort et vivant, jursqu'à ce qu'un objet classique (opérateur, robot avec caméra...) en fasse l'observation.

Le paradoxe, c'est que la frontière entre le quantique et le classique peut être placée à un niveau arbitraire. Entre l'atome et le mécanisme qui déclenche le poison, entre le poison et le chat, entre le chat et l'observateur, entre l'observateur et son patron, etc.

En fait, ce n'est pas un paradoxe, mais

1/ une incomplétude de la théorie : on ne précise pas le phénomène (et le critère associé) qui fait qu'un objet se comporte de façon classique ou quantique.

2/ une incohérence avec l'unitarité, le déterminisme et la réversibilité de la dynamique quantique. En effet, la réduction du paquet d'onde provoquée par d'éventuels objets classiques viole la dynamique quantique.

3/ une incompatibilité avec le principe de relativité du mouvement au moins au niveau interprétatif. En effet, admettre l'existence d'objets objectivement classiques correspond à l'hypothèse d'existence de la coupure de Heinsenberg de la chaîne infinie de Von Neumann (provoquant un phénomène objectif de réduction du paquet d'onde en conflit avec la localité relativiste).

Il faut toutefois noter que l'hypothèse d'une réduction objective du paquet d'onde n'exige nullement qu'un observateur humain joue un rôle spécifique dans l'obtention du résultat de mesure. Ce n'est ni l'ouverture de la porte, ni l'observation du chat par l'observateur qui provoque la réduction du paquet d'onde, mais un phénomène inconnu censé provoquer une sorte de brisure de symétrie (si ce phénomène est objectif) achevant le mécanisme encore incompris de la mesure quantique.

Dans l'hypothèse d'absence de réduction du paquet d'onde (pas d'objets classiques), l'observateur (pas sa conscience) joue un rôle dans l'obtention du résultat de mesure. En effet le phénomène de décohérence provoque une perte d'accès à l'information. L'observateur est mis dans un état quantique superposé par l'observation d'un système dans un état quantique superposé (vis à vis de la grandeur physique qu'il observe). Cela rend une partie de l'information inaccessible aux différentes composantes de l'état quantique de cet observateur.

Le phénomène de décohérence, étendu à l'environnement (observateur inclus), permet ainsi de rendre compte à la fois de l'irréversibilité, de l'indéterminisme et de la violation d'unitarité en terme de perte d'information accessible à l'observateur (comme pour l'explication thermodynamique de l'émergence d'une irréversibilité à l'échelle macroscopique en mécanique classique alors qu'au niveau fondamental les évolutions microphysiques classiques sont réversibles).

Ce résultat est obtenu sans conflit avec l'unitarité, le déterminisme et la réversibilité de la dynamique quantique, sans conflit, semble-t-il, avec le principe de relativité du mouvement et sans rajout de phénomène inconnu encore à découvrir.

Toutefois, si en définitive l'interprétation d'Everett s'avérait correcte (ou à peu près correcte), elle nous laisserait avec sur les bras une difficulté considérable pour réconcilier notre vision actuelle du monde avec la façon profondément choquante dont l'interprétation d'Everett nous amène à considérer l'information accessible à l'observateur (y compris, et c'est le pire, celle nous donnant le sentiment d'avoir une identité unique et bien définie à tout instant). BC