Expérience de la gomme quantique à choix retardé

[curiossss]

Bonjour,

Je suis revenu à cette page Wiki https://fr.wikipedia.org/wiki/Exp%C3...x_retard%C3%A9 que j'avais mise dans les Favoris.

Cette fois je me suis donné le temps de la lire avec tout mon temps, et j'ai quelques points à soulever en demandant votre avis.

Dans cette expérience (lire l'article Wiki avant) il y a une affirmation qui me gêne et par conséquent je reste sur ma faim (et avec un fort doute) sur les conclusions de l'article.

Il est dit : "Donc, quand le photon signal vient impressionner la plaque photographique en I, le photon témoin n'a pas encore atteint D ou E, et encore moins F. C'est le « choix retardé » dont il est question dans l'expérience. Le résultat enregistré en I est donc fixé avant que le photon témoin ait été détecté en J/K ou en G/H.".

Comment peut-on en être sûrs ? Les photons n'ont pas de position précise dans l'espace (ce sont des ondes) jusqu'au moment de la mesure. Donc affirmer que le résultat enregistré en I est fixé AVANT que le photon témoin ait été enregistré me gêne.
Comme les points d'impact sur I ne sont analysés qu'à la fin de l'expérience, on n'a pas mesuré le moment précis où le photon s'est matérialisé au point d'impact. Donc on ne sais pas si c'était AVANT.

Je repense à la théorie De Broglie-Bohm et de l'onde pilote, même si cette terminologie avait eu pour premier effet de provoquer le rejet, ça me faisait penser à poisson pilote et d'en rire, mais depuis je la prends beaucoup plus au sérieux.
On a le droit d'imaginer qu'après le passage en B et C il se passe un délai avant que le photon 'se décide' à aller se matérialiser en I, délai largement suffisant pour que le photon-onde ait eu le temps de se conformer avec son environnement même un peu lointain avant de choisir sa trajectoire de photon-particule. (une analogie complètement inexacte qui vaut ce qu'elle vaut : l'éclair entre la terre et un nuage -> l'éclair suit un chemin préalablement construit par l'état d'ionisation de l'atmosphère en ce lieu)

Cette façon d'interpréter l'expérience demande donc de considérer l'onde-pilote de De Broglie-Bohm mais elle me parait moins 'farfelue' (désolé pour le terme) que celle citée par l'article sur la modification du passé par les processus d'observation.

Je ne sais pas si ces théories qu'on trouve largement diffusées dans les médias grand public sont vraiment prises au sérieux par les scientifiques professionnels ou pas.
En tant que membre du public, difficile de faire la part de ce qui est destiné à amuser la galerie et attirer des lecteurs, de ce qui est vraiment digne de réflexion.

Avez-vous des lectures complémentaires à me conseiller sur ce sujet ? Autres expériences effectuées, analyses et débats argumentés au sein de la communauté scientifique, nouvelles avancées sur ce sujet ? Merci.
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[Gilgamesh]

Le temps de propagation de la lumière est parfaitement déterminée (à une longueur d'onde près). Par exemple, on détermine la distance Terre - Lune à 2 sec près en envoyant un pulse très courts (10^-10 s) et en enregistrant la durée de l'aller retour. Le photon ne flotte pas sur le trajet attendant je ne sais quoi.

[Antonium]

Bonjour,

Comment peut-on en être sûrs ?

Ben justement c'est pas le cas. Ce type d'expériences a pour but de montrer qu'en faisant un raisonnement de type classique on aboutit à une absurdité (ici une action sur le passé).
Dans le cadre de la mécanique quantique orthodoxe (celle enseignée à l'université), on va décrire la situation comme deux photons intriqués, c'est à dire que cela ne fait pas de sens de les considérer comme des entités séparées. Il s'agit d'un seul objet qu'on appelle la fonction d'onde.

Seulement cette mécanique quantique orthodoxe présente elle aussi plein de problèmes conceptuels pour être une vraie théorie de la Nature. Les intrumentalistes peuvent s'en satisfaire, mais ce n'est pas le cas de tout le monde.

Vous avez justement mentionné la théorie de Broglie-Bohm, qui est bien une théorie de la Nature qui reproduit les mêmes résultats que la mécanique quantique mais dont l'ontologie et le formalisme diffèrent. C'est une bonne piste, qui convient si on aime penser le monde de manière assez classique, c'est à dire comme des particules. D'autres pistes sont poursuivies, comme les mondes multiples d'Everett (théorie scientifique très sérieuse malgré son nom un peu ésotérique), ou les théorie de collapse de type GRW.

Toutes ces théories demandent de repenser l'ontologie de notre monde, mais il n'existe pas encore d'expérience qui permette de trancher, bien que ce soit théoriquement possible. Ce qui est dommage, c'est que c'est surtout les philosophes des sciences qui s'intéressent à ces questions et cherchent à trouver la bonne théorie. Les physiciens sont formatés dès leur premier cours de mécanique quantique à ne pas poser ce genre de questions et à accepter le point de vue orthodoxe malgré son inconsistance conceptuelle (due au postulat de la mesure qui ne définit pas ce qu'est une mesure...). Je trouve que c'est regrettable et que les physiciens devraient davantage s'intéresser à ces questions.

En résumé, les théories de type Broglie-Bohm, qui cherchent à être des théorie de la Nature, sont prises très au sérieux par les philosophes des sciences mais un peu moins par les physiciens, bien qu'il y a quand même une partie de ces derniers qui dédient une partie de leur recherches à des théories de ce genre.

Pour des lectures complémentaires je peux proposer :
-Philosophie des Science, une introduction - Michael Esfeld (https://www.amazon.fr/Philosophie-sc.../dp/2880748534) qui est plutôt en faveur de l'onde de Broglie-Bohm
- Something Deeply Hidden - Sean Carroll (https://www.amazon.fr/Something-Deep...s=books&sr=1-1) qui lui va plutôt mettre en avant la théorie des mondes multiples (je crois qu'il n'existe pas encore de traduction en français)

[curiossss]

Merci Antonium pour les références.

Pour ma part j'ai trouvé ceci :
https://arxiv.org/pdf/quant-ph/0611034.pdf
et bien sûr ceci : https://fr.wikipedia.org/wiki/Th%C3%...e_Broglie-Bohm
J'y trouve de quoi interpréter l'expérience de choix retardé autrement qu'en invoquant une influence du futur sur le passé.

A Gilgamesh :
Le photon initial passe par un 'convertisseur bas' qui reémet des photons avec une longueur d'onde double, et c'est sur ceux-ci que se joue le résultat de l'expérience. Or rien ne prouve qu'il n'y ait pas un délai d'attente dans le convertisseur bas pendant lequel une éventuelle onde pilote explore le monde entourant avant de déclencher l'émission des photons corrélés avec une trajectoire tenant compte du dispositif expérimental dans sa totalité.

[A voir en vidéo sur Futura]

[Pio2001]

Comment peut-on en être sûrs ? Les photons n'ont pas de position précise dans l'espace (ce sont des ondes) jusqu'au moment de la mesure. Donc affirmer que le résultat enregistré en I est fixé AVANT que le photon témoin ait été enregistré me gêne.

Bonjour Curiossss,
L'incertitude sur la position des photons est connue. Elle est beaucoup plus petite que la distance qui sépare les éléments de l'expérience.
Et l'instant d'arrivée des photons est facilement mesurable (bien que j'ignore s'il a été mesuré effectivement dans cette expérience), ainsi que l'incertitude quantique associée. Ce n'est donc malheureusement pas de ce côté que l'on peut espérer résoudre le problème.

Avez-vous des lectures complémentaires à me conseiller sur ce sujet ? Autres expériences effectuées, analyses et débats argumentés au sein de la communauté scientifique, nouvelles avancées sur ce sujet ? Merci.

J'ai trouvé un livre qui me semble bien faire le point sur le sujet des paradoxes quantiques. Il ne se contente pas d'opinions générales, il tient compte des développements récents et l'auteur montre une vraie compréhension de la mécanique quantique :

Quantique : Au-Delà de l'Etrange, Philip Ball, EDP Sciences

[curiossss]

Bonjour Curiossss,
L'incertitude sur la position des photons est connue. Elle est beaucoup plus petite que la distance qui sépare les éléments de l'expérience.
Et l'instant d'arrivée des photons est facilement mesurable (bien que j'ignore s'il a été mesuré effectivement dans cette expérience), ainsi que l'incertitude quantique associée.

Le photon n'a pas de position précise tant qu'il n'a pas interagi avec l'écran. C'est une onde. Donc parler de position des photons me parait un abus de langage.
Par ailleurs comme je disais auparavant on ne connaît pas le moment où il quitte le convertisseur bas. Donc difficile d'estimer sa position.

Mais de mon point de vue le problème est tout autre : il est de savoir si l'espace, champ quantique, etc, autour du convertisseur bas va forcer la trajectoire du photon vers telle ou telle position. Donc de savoir si les particules constituant tout l'appareillage de mesure dans son ensemble influencent de par leurs positions respectives le ou les champs qui peuvent avoir une influence sur la trajectoire des photons.

Bonjour Curiossss,
Et l'instant d'arrivée des photons est facilement mesurable (bien que j'ignore s'il a été mesuré effectivement dans cette expérience), ainsi que l'incertitude quantique associée.

Justement dans l'expérience les instants de matérialisation des photons sur l'écran ne sont pas mesurés, seule la figure sur l'écran est analysée après un nombre élevé de photons émis.

[Antonium]

Le photon n'a pas de position précise tant qu'il n'a pas interagi avec l'écran. C'est une onde.

Je dirais que ça dépend. Si vous êtes Bohmien, le photon est une particule et surtout pas une onde. C'est l'onde pilote qui va le guider pour que la figure obtenue ressemble à une interférence d'ondes.
Si vous êtes Everettien ou adhérez aux théories de collapse GRW, il n'y a pas de photon, juste la fonction d'onde de l'univers.

En MQ traditionnelle on peut très bien parler d'incertitude sur la position des photons, ce sont des états quantiques, et pas des ondes dans l'espace, auxquels on peut demander les probabilités d'observer certaines valeurs en mesurant une observable, comme la position ou la quantité de mouvement. On peut aussi calculer les incertitudes en fonction des données de l'expérience, et on sait très bien faire cela comme l'a dit Pio2001.

Mais de mon point de vue le problème est tout autre : il est de savoir si l'espace, champ quantique, etc, autour du convertisseur bas va forcer la trajectoire du photon vers telle ou telle position

A nouveau, si vous mettez vos lunettes de Bohmien, le photon est une particule guidée par l'onde pilote. Mais ce guidage dépend en principe de la position de toutes les particules de l'univers, en particulier des particules de l'appareillage de l'expérience. Mais aussi en principe de particules sur Saturne ou Proxima du Centaure. C'est dû à la non localité des variables cachées, ce qui est imposé par le théorème de Bell.
Les autres théories de la Nature proposent d'autres interprétations. Quant à savoir ce qui est vrai, on ne peut rien affirmer pour l'instant vu qu'on arrive pas à faire d'expérience qui invaliderait l'une ou l'autre des théories. J'insiste sur ce dernier points car on les appelle habituellement "interprétations" de la mécanique quantique, mais ce ne sont pas des interprétations du tout, ce sont de véritables théories scientifiques.

[Pio2001]

(bien que j'ignore s'il a été mesuré effectivement dans cette expérience)

Justement dans l'expérience les instants de matérialisation des photons sur l'écran ne sont pas mesurés

Faut-il que nous soyons aveugles !
Dans l'expérience de Scully, tous les instants d'arrivée sont préciséments notés un par un, puisque chaque photon-témoin est associé ensuite à son photon-signal.

[curiossss]

Faut-il que nous soyons aveugles !
Dans l'expérience de Scully, tous les instants d'arrivée sont préciséments notés un par un, puisque chaque photon-témoin est associé ensuite à son photon-signal.

Ce qui me gêne c'est le puisque.

1) Déjà, repérer le point d'impact sur un écran ayant déjà des milliers de points d'impact relève de l'exploit. Ensuite pour connaître les instants d'arrivée il faudrait un dispositif que je ne vois pas indiqué dans le schéma de l'expérience (ce qui serait une erreur car on ne peut pas présupposer qu'il n'aurait pas d'influence dans le résultat de l'étude. Et tout ça pour quelle utilité ?
L'expérience veut juste vérifier s'il y a des franges d'interférences qui se forment à l'écran, ou pas, en fonction de la présence ou pas des miroirs semi-réfléchissants. Résultat de millions de photons. Ce serait idiot de changer les conditions expérimentales en cours d'expérience.

2) Le ne doute pas que l'impact lointain se fasse plus tard que l'impact sur l'écran (qui est plus proche). Sinon faudrait qu'un des photons voyage plus vite que la lumière ou que l'autre voyage plus lentement. Ma question est de savoir si lors du passage dans le convertisseur bas il y a un temps d'attente permettant à une éventuelle onde pilote de 'tâter le terrain' pour que le photon prenne tel ou tel chemin.
Ce délai d'attente serait de l'ordre de, en supposant la distance la plus longue à parcourir par l'onde pilote de 10 mètres, le temps que met la lumière à parcourir 10 mètres : 1 seconde <> 300.000.000 mètres, délai = 1/30.000.000 secondes. Je doute qu'on puisse mesurer un si petit délai sans passer par... des figures d'interférences ^^ (j'en sais rien, je connais pas toutes les astuces des physiciens pour arriver à leur buts).

[Pio2001]

Ce qui me gêne c'est le puisque.

1) Déjà, repérer le point d'impact sur un écran ayant déjà des milliers de points d'impact relève de l'exploit. Ensuite pour connaître les instants d'arrivée il faudrait un dispositif que je ne vois pas indiqué dans le schéma de l'expérience (ce qui serait une erreur car on ne peut pas présupposer qu'il n'aurait pas d'influence dans le résultat de l'étude. Et tout ça pour quelle utilité ?
L'expérience veut juste vérifier s'il y a des franges d'interférences qui se forment à l'écran, ou pas, en fonction de la présence ou pas des miroirs semi-réfléchissants. Résultat de millions de photons. Ce serait idiot de changer les conditions expérimentales en cours d'expérience.

Il y a un point qui t'a échappé. Relis le paragraphe "Figures d'interférences" sur l'article de Wikipedia. En particulier "C'est la corrélation entre chaque impact et le capteur qui permet de faire apparaître les franges d'interférence."

Le dispositif est bien présent sur le diagramme Fig 2, page 4 de l'article original, sous le nom de "Coincidence circuit" : https://arxiv.org/abs/quant-ph/9903047

2) Le ne doute pas que l'impact lointain se fasse plus tard que l'impact sur l'écran (qui est plus proche). Sinon faudrait qu'un des photons voyage plus vite que la lumière ou que l'autre voyage plus lentement. Ma question est de savoir si lors du passage dans le convertisseur bas il y a un temps d'attente permettant à une éventuelle onde pilote de 'tâter le terrain' pour que le photon prenne tel ou tel chemin.
Ce délai d'attente serait de l'ordre de, en supposant la distance la plus longue à parcourir par l'onde pilote de 10 mètres, le temps que met la lumière à parcourir 10 mètres : 1 seconde <> 300.000.000 mètres, délai = 1/30.000.000 secondes. Je doute qu'on puisse mesurer un si petit délai sans passer par... des figures d'interférences ^^ (j'en sais rien, je connais pas toutes les astuces des physiciens pour arriver à leur buts).

C'est une bonne question. Et cette expérience ne permet pas de trancher.

L'expérience qui a permis de trancher cela, et de réfuter l'existence d'un tel mécanisme, est l'expérience d'Aspect de 1982, qui mesure la violation de l'inégalité de Bell (et les expériences plus perfectionnées qui ont suivi depuis). On y place des switchs optiques ultrarapides sur le trajet des photons de sorte que si une onde pilote va tâter le terrain, le temps qu'elle fasse demi-tour pour informer les photons qui attendent dans le cristal, le switch a potentiellement déjà modifié la configuration optique que le photon va rencontrer.
En 1982, deux switchs périodiques étaient disposés au bout des deux bras de l'expérience (6 mètres chacun), et changeaient toutes les 10 nanosecondes le chemin offet à la lumière, l'envoyant soit vers un polariseur orienté d'une façon, soit vers un polariseur orienté autrement. Les deux switchs étaient délibérément désynchronisés, de sorte qu'il n'y avait qu'une très faible régularité dans la succession des chemins optiques proposés.
Malgré cela, l'inégalité de Bell était quand même violée.

Pour plus de détails, voir le paragraphe "Polariseurs à orientation variable et en position éloignée" dans l'article de Wikipedia : https://fr.wikipedia.org/wiki/Exp%C3...%C3%A9rimental

Plus récemment, l'expérience a été refaite avec des switchs pilotés de façon pseudo-aléatoire.

[curiossss]

L'expérience qui a permis de trancher cela, et de réfuter l'existence d'un tel mécanisme, est l'expérience d'Aspect de 1982, qui mesure la violation de l'inégalité de Bell (et les expériences plus perfectionnées qui ont suivi depuis). On y place des switchs optiques ultrarapides sur le trajet des photons de sorte que si une onde pilote va tâter le terrain, le temps qu'elle fasse demi-tour pour informer les photons qui attendent dans le cristal, le switch a potentiellement déjà modifié la configuration optique que le photon va rencontrer.
En 1982, deux switchs périodiques étaient disposés au bout des deux bras de l'expérience (6 mètres chacun), et changeaient toutes les 10 nanosecondes le chemin offet à la lumière, l'envoyant soit vers un polariseur orienté d'une façon, soit vers un polariseur orienté autrement. Les deux switchs étaient délibérément désynchronisés, de sorte qu'il n'y avait qu'une très faible régularité dans la succession des chemins optiques proposés.
Malgré cela, l'inégalité de Bell était quand même violée.

Pour plus de détails, voir le paragraphe "Polariseurs à orientation variable et en position éloignée" dans l'article de Wikipedia : https://fr.wikipedia.org/wiki/Exp%C3...%C3%A9rimental

Plus récemment, l'expérience a été refaite avec des switchs pilotés de façon pseudo-aléatoire.

Hum, ok, merci. Après digestion de tout ça voici comment j'interprète en me basant toujours sur l'idée de De Broglie (et son onde pilote) :

Tant que les photons n'ont pas interféré ils n'ont pas de position ni d'existence réelle (ce n'est pas de moi, je l'ai lu quelque part).

L'onde-pilote tâte le chemin et le photon associé (ici les 2 moitiés de photon, corrélés) interfèrent en même temps avec l'ensemble de l'appareillage de mesure, ici un écran et un 'observateur'. L'erreur viendrait du fait qu'on raisonne comme si les deux photons corrélés vivaient leurs parcours de façon indépendante l'un de l'autre (chacun avec sa position dans l'espace au cours du temps et son vecteur vitesse).

Je ne sais pas si on a essayé de voir si les 2 photons interféraient exactement au même moment ou pas, avec l'écran et l'observateur'. Il faudrait pour cela pouvoir envoyer les photons un à un, je ne sais pas si on sait le faire (cela a un sens ? On parle toujours de paquets de photons)

En tous cas des expériences faites avec des couples électron/positron corrélés ont montré que dès que l'un des deux interfère l'autre sera automatiquement perturbé exactement au même moment, quelle que soit la distance entre eux.
Mais des électrons en tant que particule semblent avoir une existence réelle (une position dans l'espace et un vecteur vitesse) entre 2 interactions... (ou pas... je commence à mieux comprendre ceux qui disent que le monde réel (sensible, mesurable) n'est constitué que des interactions entre entités que n'ont pas d'existence réelle entre 2 interactions. Je ne sais pas si je m'exprime bien.)

[curiossss]

https://fr.wikipedia.org/wiki/Exp%C3...x_retard%C3%A9

Bonjour,

Je me suis réveillé en pleine nuit en repensant à cet article dans wiki, voici pourquoi.

En fait dans cet article de Wikipédia on parle toujours de 2 photons, générés soit par le convertisseur B soit par le convertisseur D (par exemple dans la phrase "Ne pourrait-on pas détecter par quel chemin ( « par B » ou « par C ») est passé le photon initialement émis ?")
Comme si le photon initial ne passait que par le chemin du haut ou par le chemin du bas.

Mais la figure d'interférences en I est la preuve qu'il passe à la fois par les deux chemins, sinon il n'y aurait pas de figure d'interférence (c'est l'expérience des fentes de Young).

Fort de ce constat les choses deviennent plus compréhensibles :
Dès le début de l'expérience les deux parties du photon initial vont créer une figure d'interférence en I (il interfère avec lui-même).
Mais comme en B et C on a des convertisseurs bas, alors en plus on va générer 2 photons supplémentaires qui vont passer un par le chemin du haut, l'autre par le chemin du bas.

Je récapitule :
avec des miroirs en B et C on a le photon initial qui se splitte en 2 en A et interfère avec lui-même en I.
Avec des convertisseurs bas en B et C on a le photon initial qui se splitte en 2 en A (Ph1 et Ph2) puis chaque moitié génère 2 photons de longueurs double. A ce stade on a 4 photons intriqués deux à deux : Ph1C, Ph1C2, Ph2B1 et Ph2B2.
Ph1C1 et Ph2B1 vont interférer en I.
Ph1C2 et Ph2B2 sont des photons témoins.

Puis les photons témoins rencontrent des miroirs semi-réfléchissants, et on doit raisonner comme pour le premier miroir semi-réfléchissant en A : les photons empruntent les deux chemins à la fois.

Continuons :
Ces 4 photons sont intriqués. Ce qui signifie que dès que l'un deux interfère il perturbe l'autre instantanément. Or justement ils ont interféré en I, donc à ce moment là les photons témoins ont quelque chose (*) qui change en eux.
D'un autre côté un photon qui passe par un miroir semi-réfléchissant ne devient pas deux photons mais reste un seul photon qui suit deux chemins en même temps, et lorsqu'il interfère avec un détecteur de photons ses 2 'moitiés' disparaissent en même temps (réduction du paquet d'ondes).
Donc le photon témoin généré en C ne peut être détecté qu'en K, ou G ou H.
Celui généré en B ne peut qu'être détecté qu'en J, ou G ou H.
Si on enlève le miroir semi-réfléchissant en F alors ils ne peuvent être détectés qu'en K ou G, et D ou H respectivement.

Prenons le premier cas, avec miroir semi-réfléchissant en F : il devient évident que ce montage ne permet pas de déterminer si le photon détecté en G ou H est arrivé par D ou E. C'est normal, par construction. Par contre tous les photons passés par E arrivent au même détecteur (H ou G), et ceux passés par D arrivent chez l'autre détecteur (G ou H, je ne précise pas lequel). Ce qui permettra plus tard de séparer les points en I en 2 figures d'interférence, une par détecteur.
En résumé, l'interférence des photons signal en I a 'positionné' les photons témoin de telle sorte qu'ils choisiront un chemin unique (prédéterminé) en F.

Si maintenant on retire le miroir en F on perd ce routage prédéterminé et on ne peut plus reconstruire les 2 figures d'interférence à partir du brouillard obtenu en I.

(*) : ce 'quelque-chose' est une information déterminante pour cette expérience. Polarisation, pas de l'onde, etc... qui en fonction des distances exactes restant à parcourir et angles d'arrivée vont déterminer son comportement en rencontrant les miroirs semi-réfléchissants en aval.

En conclusion, en supposant juste que la perturbation dans les photons témoins (induite par les photons signal qui interagissent en I) va prédéterminer leur comportement futur en F, on évite le paradoxe temporel du futur influençant le passé (Référence à cette phrase dans l'article du wiki "En effet, force est de constater que la figure en I contient une information indécryptable qui dépend de quelque chose qui se passe dans le futur".)

Si on accepte la causalité, alors je ne vois pas d'autre solution que d'accepter aussi cette supposition. Qu'en pensez-vous ?

PS : on ne sait toujours pas par quel chemin sont passés les photons de chaque figure d'interférence

[Antonium]

Bonjour,

l'interférence du photon avec lui même en I ne peut pas "perturber instantanément" le photon avec qui il est intriqué à l'autre bout de l'expérience. Sinon l'intrication permettrait de transmettre des signaux à distance de manière instantanée. Or, l'intrication ce n'est pas ça.
Quand on dit grossièrement que mesurer un photon en A change l'état du photon avec qui il est intriqué en B, ce qu'on veut dire c'est qu'en connaissant la valeur mesurée en A on sait quelle valeur serait mesurée en B si quelqu'un faisait la mesure. L'intrication permet alors de rendre compte des corrélations entre les valeurs obtenues suite à des mesures de particules intriquées à des endroits différents. Mais le photon en B ne subit pas une modification de ses propriétés physiques à cause de l'intrication, c'est une fausse idée reçue.

[Pio2001]

Bonjour Curioss.
Je suis tout-à-fait d'accord avec ton interprétation (ainsi qu'avec le rappel d'Antonium, mais qui ne change pas le fond du message).

L'écran I et le beam splitter F sont en réalité deux appareils de mesure semblables. L'un et l'autre effectuent une mesure de la différence de marche entre les deux chemins incidents. Le beam splitter F ne diffère que par sa résolution. Il ne peut donner que deux résultats, direction G (quand les interférences sont plutôt constructives côté G et plutôt destructives côté H) ou direction H (le contraire), tandis que l'écran I peut donner tous les résultats intermédiaires, en fonction de la position exacte de l'impact sur l'écran.
On peut aussi interpréter la paire de détecteurs G et H et le beam splitter F comme un écran numérique qui ne comporterait que deux pixels.

Les choses étant posées ainsi, il n'est pas différent de dire que c'est la mesure en I qui est corrélée à la mesure en F, plutôt que la mesure en F qui est corrélée à la mesure en I. L'interprétation comme quoi la mesure la plus tardive réduit le paquet d'onde de la mesure passée n'est pas plus pertinente que l'interprétation selon laquelle c'est la mesure passée qui réduit le paquet d'onde de la mesure future.

La notion de réduction du paquet d'onde à rebours n'est donc pas flagrante dans cette expérience. Moins que dans celle d'Aspect où elle est déclenchée en dehors des cônes de lumière des mesures avec lesquelles elle est corrélée. Ou encore dans l'expérience before-before où chaque mesure voit l'autre mesure dans son propre futur si on calcule la date exacte dans le référentiel associé à l'appareil de mesure, les deux appareils étant mis en vibration de sorte que chacun reçoive son photon dans le futur de l'autre.

Par contre, cette expérience offre un intérêt unique, qui est de cacher une information concernant un objet macroscopique (l'écran et ses impacts) dans un état quantique ! Les interférences sont bien enregistrées sur l'écran, mais la "clé" pour les lire, en quelque sorte, est inaccessible jusqu'à ce qu'on réalise une seconde mesure. C'est donc une expérience très intéressante.

[curiossss]

Bonjour,

l'interférence du photon avec lui même en I ne peut pas "perturber instantanément" le photon avec qui il est intriqué à l'autre bout de l'expérience. Sinon l'intrication permettrait de transmettre des signaux à distance de manière instantanée. Or, l'intrication ce n'est pas ça.
Quand on dit grossièrement que mesurer un photon en A change l'état du photon avec qui il est intriqué en B, ce qu'on veut dire c'est qu'en connaissant la valeur mesurée en A on sait quelle valeur serait mesurée en B si quelqu'un faisait la mesure. L'intrication permet alors de rendre compte des corrélations entre les valeurs obtenues suite à des mesures de particules intriquées à des endroits différents. Mais le photon en B ne subit pas une modification de ses propriétés physiques à cause de l'intrication, c'est une fausse idée reçue.

Bonjour,

Je ne comprends pas très bien ton commentaire.

Dans mon idée ce n'est pas "l'interférence du photon avec lui-même en I", mais plutôt l'interférence du photon en I avec l'écran de mesure.

Et je ne pensais pas que "le photon en B ne subit pas une modification de ses propriétés physiques à cause de l'intrication" mais plutôt que le photon en B subit une modification de son état à cause se l'extrication (décohérence provoquée par la mesure en A).
Sinon je ne comprends pas le mystère ! Une image volontairement provocante : on va dire que deux ballons Z1 et Z2 sont intriqués par la couleur car ils sont tous les deux peints en vert. Quelle que soit la distance les séparant, ils sont verts tous les deux. Puis on tire avec un paintball sur le ballon Z2 avec de la peinture jaune. Instantanément et ceci quelle que soit la distance les séparant les deux ballons cessent d'avoir la même couleur. D'où l'étonnement des physiciens. La belle affaire
Il faut donc que quelque chose change instantanément sur l'autre ballon (Z1) pour justifier l'étonnement des physiciens. C'est à ce "quelque-chose" que je me référais.

En reprenant scrupuleusement ton exemple :
En mesurant la couleur du ballon Z2 on sait quelle couleur serait mesurée en Z1 si quelqu'un faisait la mesure. => toujours pas de quoi comprendre la stupéfaction des physiciens.

Je viens de faire une recherche (trop) rapide sur internet pour vérifier ce qui se passe au niveau des particules intriquées au moment de la décohérence mais je n'ai rien trouvé. Pourtant je crois avoir lu que lorsqu'on interagit avec l'une de deux particules intriquées l'autre 'sentait' (sic) instantanément ce qui s'était passé. Faut que j'éclaircisse ce point.

(note pour les lecteurs : A et B ici ne sont pas ceux de la figure !)


@Pio2001 : je vais essayer de trouver des articules relatifs aux expériences que tu as citées. Merci.

[Pio2001]

En reprenant scrupuleusement ton exemple :
En mesurant la couleur du ballon Z2 on sait quelle couleur serait mesurée en Z1 si quelqu'un faisait la mesure. => toujours pas de quoi comprendre la stupéfaction des physiciens.

Cet étonnement a débuté en 1935 avec la controverse Bohr - Einstein.
Bohr, ainsi qu'Einsenberg, Pauli et quelques autres soutenaient que les propriétés de systèmes physiques étaient une notion dépassée. Ce n'est pas la couleur du ballon qui change, ce sont les informations que l'on détient sur lui, et ces informations ne sont que des probabilités.
Einstein et Schrödinger n'étaient pas d'accord sur le fond : nous pouvons voir la couleur du ballon, donc il existe un élément de réalité qui est à l'origine de notre observation. Cette dernière nous parait aléatoire parce que sa cause nous est inconnue, mais cette cause existe nécessairement en dehors de notre esprit, sans quoi nos observations ne pourraient avoir lieu (je simplifie).

En 1964, John Bell démontre qu'il est possible de tester expérimentalement l'hypothèse que le résultat des observations sur les systèmes quantiques est bien causé par une propriété que possèdent ces systèmes (une couleur, par exemple... en toute généralité, une telle propriété est appelée une variable cachée, sa valeur n'apparaissant jamais dans les équations, qui ne prédisent qu'une probabilité d'observation). Et ce en contradiction avec le point de vue de l'école de Copenhague (Bohr - Pauli - Eisenberg etc.)

En 1982, Alain Aspect (et Grangier, Dalibard, Roger, si je me rappelle bien de tout le monde), parvient à mesurer les photons un par un et réalise le test de Bell.
Le point de vue d'Einstein est réfuté, et donne raison à Bohr : les résultats excluent l'existence de la propriété mesurée avant la mesure. En l'occurence la polarisation de chaque photon.

La stupéfaction des physiciens vient du fait que, en violant l'inégalité de Bell, si on voulait s'en tenir à l'interprétation d'Einstein comme quoi les valeurs de polarisation observées sont des propriétés des photons, alors les résultats d'Aspect (qui étaient ceux prédits par la mécanique quantique depuis le départ, de ce côté, aucune surprise), ne peuvent s'interpréter que par un dépassement de la vitesse de la lumière (l'action est instantanée à distance). Ce qui est absurde physiquement, et équivaudrait, entre autres, à remonter dans le temps. Par exemple avec deux systèmes intriqués qui se déplacent l'un par rapport à l'autre à une vitesse proche de celle de la lumière, on pourrait produire un effet qui nous parviendrait avant qu'on l'ait déclenché !

A moins... à moins que l'on admette à la lettre l'interprétation de Bohr : la couleur du ballon n'existe pas avant qu'on l'observe. Et il semblerait que ce soit l'interprétation la plus logique, car absolument rien ne trahit la moindre action instantanée à distance par ailleurs. C'est une hypothèse inutile en pratique.
Mais surtout, cela nous oblige à admettre du même coup que le hasard quantique est un hasard fondamental : la valeur exacte donnée par l'appareil de mesure n'a pas de cause. Et ça, c'est dur à avaler.
Cette conséquence est l'objet d'un théorème appelé le "no-communication theorem". On montre que tant que le hasard quantique ne peut pas être biaisé, le fait de réaliser une mesure sur un photon ne peut avoir aucun effet observable sur un photon intriqué avec lui.
Seules des corrélations entre les résultats, aléatoires, des deux mesures, peuvent être constatées après coup. Localement, chaque mesure ne donne que des résultats aléatoires : l'écran I se couvre d'impacts désordonnés, que la gomme quantique F soit présente ou non. De même, les détecteurs G et H s'activent dans le désordre, quoi qu'on fasse en I.

Une troisième porte de sortie consiste à prendre les équations de la mécanique quantique à la lettre : les objets physiques peuvent être dans plusieurs états en même temps, même si on ne peut pas le savoir. C'est l'interprétation des univers multiples, proposée par Everett en 1956. Dans un univers, le détecteur G reçoit le photon, et dans un univers parallèle, le détecteur H reçoit le même photon, et les deux univers évoluent ensuite chacun de leur côté sans plus jamais se rencontrer.
Dans ce cas, les observations ont bien une cause réelle, et donnent toujours le même résultat : tous en même temps dans des univers parallèles. Plus de problème de hasard quantique. Et pas de problème de dépassement de la vitesse de la lumière non plus : les corrélations physiques s'établissent quand les observateurs communiquent (ou plutôt quand leurs environnements respectifs se rencontrent).

Quoi qu'on fasse, on n'arrive pas à interpréter de façon simple et réaliste la violation de l'inégalité de Bell dans l'expérience d'Aspect. On tourne toujours autour de ces trois paradoxes interchangeables : résultats de mesures sans cause, rétrocausalité (par exemple dépassement de la vitesse de la lumière), ou univers multiples.

Si tu veux creuser un peu plus l'origine de la contradiction sans passer par les calculs de Bell, Nicolas Gisin a transposé le théorème de Bell dans un exemple plus accessible. Il l'expose dans son livre "L'impensable Hasard", mais tu en trouveras probablement un résumé sur le web... et même sur ce forum, de mémoire.

[Antonium]

Pio2001 a bien expliqué le problème.

Peut être pour complémenter par rapport à ton interrogation :

Je viens de faire une recherche (trop) rapide sur internet pour vérifier ce qui se passe au niveau des particules intriquées au moment de la décohérence mais je n'ai rien trouvé. Pourtant je crois avoir lu que lorsqu'on interagit avec l'une de deux particules intriquées l'autre 'sentait' (sic) instantanément ce qui s'était passé. Faut que j'éclaircisse ce point.

On peut reprendre ton exemple avec les ballons colorés intriqués, un en A et un en B. En admettant la superposition et les états intriqué, le système est représenté par quelque chose (une fonction d'onde) de la forme (A_vert, B_vert) + (A_jaune,B_jaune). Quand A fait une mesure de son ballon et interagit avec lui pour le voir vert, on peut premièrement supposer le collapse (réduction du paquet d'onde) et le système devient (A_vert, B_vert). La deuxième composante a mystérieusement disparue suite à la mesure. C'est pas top conceptuellement mais c'est comme ça qu'on l'enseigne dans les cours de mécanique quantique.
Mais déjà la, pas besoin de supposer que la mesure a changer quelque chose au ballon en B. Tout ce que ça a changé c'est que sa couleur est maintenant déterminée alors qu'avant elle était en superposition. Mais ça, B ne le sait pas. S'il mesure il trouvera vert à coup sûr, mais pensera qu'il avait 1 chance sur 2. Si on répète avec un grand nombre de ballons, en comparant les résultats de A et B on verra qu'à chaque fois ils ont trouvé la même couleur, alors que les ballons sont en "superposition de couleur" à la base. Mais ces mesures ne peuvent qu'être comparées à posteriori et ne permettent pas de transmettre de l'information instantanément. Et c'est justement les résultats de Bell expliqués par Pio qui montrent que le ballon ne pouvait pas être jaune ou vert dès le début, mais était vraiment en superposition jaune + vert.

On peut penser que suite à l'interaction avec l'environnement tout devient intriqué, y compris l'observateur etc. C'est la piste poursuivie par Everett. Le nouvel état devient (A_vert, B_vert, Observé_vert) + (A_jaune, B_jaune, Observé_jaune). Ces deux composantes représentent les deux branches de l'univers qui font suite à l'interaction, mais elles existent les deux au même titre et il n'y pas de mystérieux collapse, donc encore moins d'influence instantanée en B suite à une mesure en A.

Il y également la mécanique Bohmienne qui va ajouter des variables cachées non locales à la théorie et qui va décrire ce phénomène de décohérence différemment. Dans tous les cas il en résulte que les objets initialement intriqués apparaissent comme s'ils ne l'étaient plus. On dit souvent que la décohérence "détruit" l'intrication.

En résumé, une particule en B ne va rien "sentir" suite à des interactions en A. Mais notre formalisme qui a du mal à rendre compte de ce qui se passe vraiment. Ce fameux problème de la mesure a été formalisé par le philosophe Tim Maudlin sous une forme qui laisse transparaître que seules 3 solutions peuvent être considérées. Ces 3 pistes donnent respectivement naissance aux théories de collapse objectives, mécanique bohmienne et mondes multiples.

[curiossss]

Merci pour vos réponses !

@Pio2001 : L'exemple du ballon c'était juste une mauvaise image, je ne voulais pas parler d'une propriété physique (ici la couleur verte) mais du fait qu'il n'y avait rien d'extraordinaire de constater que si on mesurait la couleur des deux ballons on allait trouver la même couleur, malgré la distance séparant les deux...

Oublions les ballons c'était un mauvais exemple.

Cette conséquence est l'objet d'un théorème appelé le "no-communication theorem". On montre que tant que le hasard quantique ne peut pas être biaisé, le fait de réaliser une mesure sur un photon ne peut avoir aucun effet observable sur un photon intriqué avec lui.

J'ai du mal avec l'affirmation en gras (et je note que cette affirmation commence par "tant que le hasard quantique ne peut pas être biaisé". C'est équivalent à : SI le hasard quantique ne peut pas être biaisé).

Bon qu'il soit observable ou pas n'est pas la question.
La question est : s'il n'y a aucun effet comment expliquer les résultats obtenus avec des paires intriquées ? Le 'hasard' aurait-il un don spécial pour deviner ce qui se passe de l'autre côté de l'intrication ?
Si le hasard quantique est juste la conséquence d'une topologie dynamique de l'espace quantique inaccessible à nos instruments de mesure, alors les résultats des mesures qui dépendent de cette topologie paraîtront pour toujours dus au hasard alors même qu'il n'y aurait pas de hasard du tout. Et ce serait hasardeux d'essayer de comprendre plus finement ce qui se passe en conservant l'idée du hasard comme élément fondateur.

Finalement mon étonnement n'est plus sur la non-localité, ni sur l'intrication quantique, ce qui m'étonne c'est que deux particules intriquées seraient si indépendantes l'une de l'autre qu'une action sur l'une serait complètement invisible pour l'autre, car dans ce cas je ne comprends plus les expériences d'Alain Aspect.
Je comprends bien que cela se passe via une propriété non locale. Mais ça se passe quand même...

Ok admettons. Allez, encore une mauvaise image pour poser une question : on fait rouler une voiture sur laquelle sont fixés des pneus identiques sur l'essieu avant. On avait positionné les valves en positions opposées. Quand la voiture roule la position relative des valves à un instant t est toujours la même. Si on arrête la voiture pour mesurer la position de la valve dans l'une des roues, alors on sait quelle sera la position de la valve de l'autre roue si par hasard on décide de contourner la voiture pour aller la voir. Dans cet exemple la mesure revient à arrêter la voiture au moment de la mesure de l'une des roues ? La variable cachée n'est pas locale (pas dans la voiture) mais la route (c'est une voiture propulsion arrière, et c'est le frottement de la route avec les roues avant qui les fait tourner, sans la route elles resteraient arrêtées même en accélérant à fond) ?

Pour ce qui est des univers multiples de Everett j'aimerais comprendre ce qu'il fait de ce vieux principe "Rien ne se crée, tout se transforme", et toutes les lois conservatives... Car avec lui il n'y a plus conservation mais multiplication exponentielle !

@Antonium : dans mon exemple de ballons les deux étaient uniquement dans l'état bleu. Ensuite l'un des deux est passé à l'état jaune. On n'est pas dans le même cas de figure. Si je comprends bien ton idée, la mesure 'projete' un état préexistant sans rien apporter d'autre comme interaction physique. Moi je regardais le fait qu'un des deux photons étant complètement absorbé par l'écran (en I sur le dessin plus haut) alors 'grosse' perturbation de son état initial. Et que cette action aurait une conséquence sur l'autre photon (en fixant son comportement futur face au miroirs semi-réfléchissants qu'il rencontrera dans son parcours un peu plus tard)

[Antonium]

La question est : s'il n'y a aucun effet comment expliquer les résultats obtenus avec des paires intriquées ?

Ok alors essayons de mieux distinguer les différentes explications plausibles :

Point de vue orthodoxe, enseigné à l'uni :
les deux particules ne sont que des manifestations d'un seul objet, la fonction d'onde, qui évolue selon l'équation déterministe de Schrödinger tant qu'on ne mesure rien. Les probabilités, données par la règle de Born, sont notre façon d'interpréter la fonction d'onde pour faire des prédications statistiques sur les mesures. Et oui, la réalité n'est pas 2 photons mais un objet beaucoup plus compliqué, délocalisé (car situé dans l'espace des configurations et pas dans l'espace physique), et que les photons sont juste un mot qu'on colle à certains résultats de mesure pour essaye d'y comprendre quelque chose.
Lorsqu'on mesure, la fonction d'onde collapse mystérieusement sur sa composante qui correspond à la valeur mesurée, ce qui fait que notre interprétation de la fonction nous donne à présent une probabilité de 1 pour cette valeur, et 0 pour les autres. S'il y a de l'intrication, la valeur intriquée avec la valeur mesurée est "emportée" par le collapse et ses probabilités seront aussi estimées à 1.
->On explique alors les résultats des paires intriquées sans "effet" sur l'autre particule, vu que les particules en tant qu'objets individuels n'existent pas, elles sont des manifestations de la fonction d'onde qu'on interprète comme des particules. Ce résultat est au prix de 1) on a pas définit ce qu'est une mesure et 2) ce mystérieux collapse instantané sur tout l'espace dont on ne sait pas comment il arrive. C'est en gros le problème de la mesure.
Si un étudiant pose une de ces deux dernières questions pendant un cours à l'uni, la plupart des profs lui diront de se taire et d'aller demander aux philosophes, c'est le fameux "shut up and calculate".

Point de vue GRW (collapse objectif):
Sensiblement le même scénario qu'avant, sauf que le collapse n'arrive pas lors d'une mesure, mais avec un certain taux (une probabilité par unité de temps). En gros c'est comme si chaque seconde on lançait un dé, et que si on obtient un 6 alors la fonction d'onde collapse, mais c'est un processus inhérent à la nature. Ainsi on ajoute un terme stochastique à l'équation de Schrödinger, ce qui est une des solutions au problème de la mesure. Le prix est de devoir ajouter des probabilités fondamentales dans l'ontologie de la nature. Je crois également qu'il y a un problème car l'énergie n'est pas tout à fait conservée.

Point de vue Everett (mondes multiples) :
Ici il n'y a pas de collapse. La fonction d'onde évolue tout le temps selon l'équation de Schrödinger, déterministe. Seulement, lorsqu'il y a une interaction, l'intrication se propage dans tout l'environnement (décohérence) et la fonction d'onde se retrouve composée de deux parties indépendantes que l'on appelles branches de l'univers. Les résultats sont expliqués par le fait que l'observateur est intriqué avec le résultat qu'il observe et pour lui c'est comme s'il y avait eu un collapse, mais il existe aussi le même observateur dans une autre branche qui lui pourrait penser que la fonction d'onde a collapsé sur l'autre résultat. Et l'énergie reste conservée, car la fonction d'onde continue d'évoluer selon l'équation de Schrödinger et représente tout ce qu'il y a.
Jusqu'ici donc pas d'effet sur une deuxième particule à distance vu que les particules ne sont que des images qu'on se construit et pas des objets de la nature.

Point de vue Bohm (mécanique bohmienne, onde pilote) :
On abandonne la fonction d'onde comme ontologie du monde. On a une ontologie de particules, on peut donc sans problème parler des états des deux photons. Pour rendre compte de l'intrication, on garde la fonction d'onde comme "structure dynamique". C'est à dire que c'est quelque chose qui n'existe pas, qu'on créée pour simplifier notre description du monde. Par exemple en électrodynamique, on ajoute les champs électriques et magnétiques pour simplifier la description, mais on peut les abandonner et avoir une théorie beaucoup plus compliquée qui prévoit les mêmes comportements pour les particules chargées (par exemple la théorie Wheeler-Feynman). On ajoute à l'équation de Schrödinger ce qu'on appelle l'équation de guide, qui donne la vitesse des particules. Si on connait leur vitesse en tout temps, alors leur trajectoire est déterminée. Cette formulation est cependant au prix de variables cachées non locales, et la vitesse d'une particule dépend en principe de la position de toutes les autres particules de l'univers. Les résultats à l'apparence statistique ne sont que la conséquence de notre méconnaissance des conditions initiales. C'est donc les mêmes probabilités qu'en physique statistique.
->Pour rendre compte des résultats des paires intriquées, on va utiliser l'évolution non locale des positions. Il semble alors possible que des effets soient transmis instantanément, mais sans que ceux-ci ne puissent permettre de transmettre des signaux. Par exemple dans : https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.110.060406
Je ne suis pas sûr pour ce dernier point, peut être que des adeptes de la théorie de Bohm viendront me corriger. Mais il me semble que comme la fonction d'onde n'est que structure dynamique, les effets non locaux qu'on lui attribue ne font pas partie du monde, et que c'est juste notre façon de comprendre les observations. D'ailleurs l'article que j'ai cité ajoute la fonction d'onde dans l'ontologie, ce qui n'est pas coutume (je crois) chez les bohmiens. En conséquence, les particules évoluent individuellement sans effets instantanés à distance, et nous les humains ajoutons des effets imaginaires pour comprendre ces mouvements.

[Pio2001]

La question est : s'il n'y a aucun effet comment expliquer les résultats obtenus avec des paires intriquées ?[/B] Le 'hasard' aurait-il un don spécial pour deviner ce qui se passe de l'autre côté de l'intrication ?

Ca c'est une bonne question.
C'est même à peu de choses près ce que dit Nicolas Gisin pour illustrer l'interprétation usuelle : le hasard quantique est un hasard qui a la capacité de se manifester à plusieurs endroits de l'univers en même temps.

Pour ce qui est des univers multiples de Everett j'aimerais comprendre ce qu'il fait de ce vieux principe "Rien ne se crée, tout se transforme", et toutes les lois conservatives... Car avec lui il n'y a plus conservation mais multiplication exponentielle !

C'est aussi une bonne question... je ne suis pas spécialiste, mais je pense qu'Antonium a bien répondu en parlant de l'équation de Schrödinger.

Pour poursuivre la discussion il nous faut maintenant introduire l'analogie de Nicolas Gisin, qui est correcte, alors que les ballons et les roues de voiture sont des exemples qui ne marchent pas.
Malheureusement, je manque un peu de temps pour l'exposer. Je verrai si j'en ai l'occasion.

[Antonium]

Peut être pour développer un petit peu sur cette histoire de conservation d'énergie chez Everett, ça m'avait aussi troublé au début. Désolé si ça s'éloigne un peu du fil original mais je me laisse emporter par la discussion

Comme la fonction d'onde évolue selon Schrödinger, ok l'énergie totale est conservée, mais comment se fait-il que lors d'une séparation en deux branches on n'observe pas toutes les énergies se diviser par deux ?
Par exemple, si j'ai ma tasse de café ayant sa masse (donc son énergie lorsqu'elle est au repos), et que quelqu'un mesure un spin quelque part, la branche se sépare en deux et pour que l'énergie soit conservée il faudrait que ma tasse aie sa masse divisée par deux ! C'est absurde (sauf si j'ai bu le café qui était dedans... mais admettons que non)

L'explication provient du fait que chaque branche ne contribue pas de la même façon à l'énergie totale. En effet chaque branche, donc chaque terme dans la fonction d'onde, est multipliée par un nombre (complexe) qui représente son "poids". Pour calculer l'énergie totale, il ne faut pas juste faire la somme des énergies de chaque branche, mais la somme des énergies multipliées par leur poids. Comme lorsqu'on fait une moyenne statistique, sauf que tous les résultats se produisent réellement.
Et donc ce qui se passe c'est que lors de la séparation en plusieurs branches, les poids des nouvelles branches deviennent plus petits que le poids de la branche précédente. Au final l'énergie observée dans chaque branche reste la même, donc la masse de ma tasse de café ne change pas, mais c'est un peu comme si les branches devenaient de plus en plus "fines" et que l'énergie de chaque branche contribue de moins en moins à l'énergie totale pour compenser le fait qu'elles se multiplient.

[Pio2001]

La question qu'il faut se poser est : si je dispose d'un photon d'énergie E, et que moi et mon photon, à la suite d'une mesure quelconque sur une particule 1, nous nous retrouvons tous les deux divisés dans deux univers parallèles. Connaissant l'état quantique de l'ensemble particule 1 + moi + photon, quelle valeur obtiendra chacune des deux copies de moi-même en mesurant l'énergie de sa copie du photon ? E ou E/2 ?
Mes cours de mécanique quantique sont bien trop loin pour que je puisse mettre cela en équations, mais la réponse doit être E.

Ainsi, lorsqu'une copie de nous-même, dans une branche d'univers donné, effectue des mesures, les résultats qu'elle obtient doivent l'amener à conclure que l'énergie se conserve de son point de vue.

[Antonium]

mais la réponse doit être E

Oui c'est bien ça, l'énergie est conservée dans chaque branche, mais aussi dans tout l'univers car les branches ont un poids qui diminue lors d'une séparation.

Les calculs sont montrés en détails par exemple dans cet article : http://frankwilczek.com/2013/multiverseEnergy01.pdf

[curiossss]

Bonjour,

Merci à tous les deux de vos réponses, ça m'aide à étayer les arguments donc à chercher et étudier encore plus.

Oui c'est bien ça, l'énergie est conservée dans chaque branche, mais aussi dans tout l'univers car les branches ont un poids qui diminue lors d'une séparation.

Je ne crois pas à l'infiniment grand ni à l'infiniment petit qui restent pour moi des commodités mathématiques. Le fait qu'à chaque picoseconde les 'branches' d'univers voient leur 'poids' divisé par deux, ben depuis le temps que ça dure les branches auraient dû s'évaporer depuis longtemps ^^ On remplace un petit mystère par une explication bien plus mystérieuse, je ne vois pas l'avantage de ce genre de théories.

En fait parmi les 3 théories que tu as citées mon adhésion (pas totale) va pour l'instant au point de vue de Bohm.
Mais je suis convaincu que la bonne théorie reste à découvrir.

Pour revenir au comportement des particules intriquées :

Je suis allé chercher à propos de Nicolas Gisin, et je suis tombé sur ce lien https://www.unige.ch/actualites/arch.../gisin/http://
Sur ce lien vous pouvez lire ceci :

Peut-on être simultanément à deux endroits différents? Dans notre réalité de tous les jours, cela tient du fantasme. Dans le monde quantique, en revanche, c’est devenu banal.

Depuis trente ans, les physiciens sont en effet capables de créer des paires de photons (grains de lumière) dits "intriqués" dont les deux membres conservent l’un avec l’autre un lien qui défie la distance et le temps. Une action sur la première particule aura une répercussion instantanée sur la seconde, quels que soient la distance et les obstacles qui les séparent. Les choses se déroulent comme s’il s’agissait d’un seul et même photon présent à deux endroits différents.

C’est de cette non-localité ainsi que d’autres notions apparentées comme le "vrai hasard" ou la téléportation quantique que Nicolas Gisin, professeur à la Faculté des sciences, a discuté le 26 février au cours de la leçon d’ouverture du semestre de printemps, le mardi 26 février, à Uni Dufour.

J'ai mis en gras la phrase qui me conforte dans mon idée que une action sur une particule intriquée aura un effet immédiat sur l'autre (ou les autres) particules corrélées à elle.

Puis j'ai retrouvé la vidéo de sa conférence : https://www.youtube.com/watch?v=X-X514lQA_I
Dans l'intéressante video de Nicolas Gisin minute 12 seconde 52 on voit ce texte :

L'intrication de 2 qubits
Si l'on touche l'un des deux qubits l'autre tressaille immédiatement

Bon, plus loin il expose ses idées de 'vrai hasard', auxquelles je ne souscris pas en ce moment (je préfère pour le moment considérer le hasard comme le résultat d'un espace quantique chaotique auquel on n'a pas accès avec nos instruments de mesure mais qui serait, lui, totalement déterministe ce qui impliquerait que le hasard quantique n'existe pas (juste une commodité de calcul) donc un univers hyperdéterministe ^^ voilà vous connaissez mes pensées secrètes).

Finalement le hasard pour moi en physique revient à faire intervenir quelque chose d'extérieur à l'univers pour expliquer le comportement de l'univers. Je ne souscris pas à cette idée.

[Antonium]

Je ne crois pas à l'infiniment grand ni à l'infiniment petit qui restent pour moi des commodités mathématiques. Le fait qu'à chaque picoseconde les 'branches' d'univers voient leur 'poids' divisé par deux, ben depuis le temps que ça dure les branches auraient dû s'évaporer depuis longtemps ^^ On remplace un petit mystère par une explication bien plus mystérieuse, je ne vois pas l'avantage de ce genre de théories.

On peut croire ou préférer ce qu'on veut, au final la Nature se moque bien mal de notre avis et ne tient pas compte de nos préférences pour se comporter comme elle se comporte
Mais c'est aussi mon plus gros problème avec Everett. Je trouve la façon de séparer les branches pour rendre justice aux probabilités observées très artificielle, alors que tout le reste de la théorie découle de façon naturelle de l'équation de Schrödinger. Cette dernière nous a en quelques sortes été imposée par l'expérience, et c'est en prenant ce qu'elle nous dit au pied de la lettre que des conséquences comme des branches d'univers différentes apparaissent. Cela ne m'étonne pas plus que ça que l'ontologie du monde soit très différente de notre perception directe. Mais il y a ce gros problème avec les probabilités qui vient briser la "simplicité" de la théorie. Je dis simple, car tout ce qu'il y a c'est une fonction d'onde qui évolue selon Schrödinger. Pas besoin de modification ad-hoc pour ajouter des mystérieux collapse, ou pour guider des particules de manière non locale. En invoquant des espaces avec beaucoup de dimensions pour décrire la fonction d'onde, c'est notre description qui nous paraît compliquée, pas la Nature elle même qui est constituée d'une seule chose.

A côté il y a Bohm avec son ontologie très proche de notre expérience directe. Mais il semblerait que la seule façon de comprendre ce monde bohmien est d'introduire des influences instantanées à distance. C'est ce qui amena Bell à dire à propos de cette théorie : "the Einstein-Podolsky-Rosen paradox is resolved in the way which Einstein would have liked least"
En effet pour Einstein la localité est une nécessité fondamentale pour faire de la physique. Mais à nouveau, le monde se moque bien mal de l'avis d'Einstein pour être ce qu'il est.

J'ai mis en gras la phrase qui me conforte dans mon idée que une action sur une particule intriquée aura un effet immédiat sur l'autre (ou les autres) particules corrélées à elle.

Je pense vraiment que c'est une formule de vulgarisation adoptée par Gisin (qu'on me corrige si je me trompe). Ce "trésaillement" d'une autre particule est clairement un effet observable et pourrait sans aucun doute permettre la transmission d'informations instantanément à distance. Pourtant le "no-communication theorem" interdit ça. Je n'ai pas profondément creusé le sujet, mais il me semble bien que la preuve de ce théorème ne repose que sur les prédications statistiques de la mécanique quantique. Ces prédictions sont les mêmes également dans les différentes théories (ou interprétations comme il est coutume de les appeler) bohm, everett, ghirardi. Donc à moins qu'on arrive à trouver des expériences qui violent explicitement les prédictions de la MQ, il n'y aura pas d'influence observable instantanée à distance.

Finalement le hasard pour moi en physique revient à faire intervenir quelque chose d'extérieur à l'univers pour expliquer le comportement de l'univers.

Pourtant les théories de collapse objectif introduisent explicitement le hasard comme une loi fondamentale de l'univers. Seul Bohm est vraiment déterministe. Il y a quand même un courant de pensée, le Super-Humeanism, qui dit que le libre arbitre peut exister malgré des lois de la nature fondamentalement déterministes, donc pas d'inquiétude si vous aimez être un humain jouissant de son libre arbitre.
Pour Everett il y a ce problème des probabilités qui fait qu'on ne sait pas vraiment si le hasard est fondamental ou pas.

[curiossss]

On peut croire ou préférer ce qu'on veut, au final la Nature se moque bien mal de notre avis et ne tient pas compte de nos préférences pour se comporter comme elle se comporte

Je sais bien que l'univers peut être très compliqué. Mais encore faut-il qu'il y ait une raison. Je sais aussi qu'un système de règles très simple peut aboutir (en laissant mijoter) à des résultats très compliqués. Donc je me permets d'espérer que les règles de base de l'univers sont très simples et de chercher dans cette direction. Les univers parallèles sont tout sauf une explication suffisamment simple. Et en plus avec une pointe de merveilleux qui me rappelle trop un de nos grands travers donc je m'en méfie (à tort ou à raison).

A côté il y a Bohm avec son ontologie très proche de notre expérience directe. Mais il semblerait que la seule façon de comprendre ce monde bohmien est d'introduire des influences instantanées à distance.

Ca ne me pose pas de problème. Mais je ne vais pas expliquer ici pourquoi.

Je pense vraiment que c'est une formule de vulgarisation adoptée par Gisin (qu'on me corrige si je me trompe). Ce "tressaillement" d'une autre particule est clairement un effet observable et pourrait sans aucun doute permettre la transmission d'informations instantanément à distance. Pourtant le "no-communication theorem" interdit ça.

Le tressaillement de la seconde particule intriquée lorsqu'on interfère avec la première ne permet pas de transmettre une information.
J'ai imaginé plusieurs scénarios avec l'hypothèse que la particule corrélée 'tressaille' et à chaque fois je ne peux effectivement pas transmettre la moindre information instantanément via des particules intriquées. Le "no-communication theorem" se vérifie. Et la raison est toujours la même : mesurer le tressaillement (pour le constater il faut le mesurer) me donne un résultat que je dois comparer avec le résultat de la mesure faite de l'autre côté, donc une information qui m'arrivera au mieux à la vitesse de la lumière.

Seul Bohm est vraiment déterministe. Il y a quand même un courant de pensée, le Super-Humeanism, qui dit que le libre arbitre peut exister malgré des lois de la nature fondamentalement déterministes, donc pas d'inquiétude si vous aimez être un humain jouissant de son libre arbitre.

Non, le déterminisme ne me pose aucun problème, tant que j'ai l'illusion d'avoir mon libre-arbitre Une illusion de plus car tous nos sens ne sont qu'une interprétation de la réalité, alors une illusion de plus ou une de moins... ^^

[Antonium]

Les univers parallèles sont tout sauf une explication suffisamment simple.

et pourtant parmis toutes les théories mises au point à ce jour, Everett est de très loin la plus simple. Les univers parallèles de sont pas des univers à proprement parler, c'est une conséquence du fait que les composantes de la fonction d'onde n'interagissent pas (c'est une conséquence de décohérence). Il n'y a vraiment qu'un seul univers. D'ailleurs Everett lui même avait commencé par appeler sa théorie "la théorie des états relatifs". C'est Bryce DeWytt qui un jour l'appela "Many-Worlds" pour rendre compte des non-interactions entre les superpositions. Le nom est resté mais hélas en fait fuir plus d'un. Il ne faut pas juger un livre à sa couverture comme on dit.
Je répète, on ne postule rien d'autre que l'existence de la fonction d'onde et le fait qu'elle évolue selon l'équation de Schrödinger. Difficile de faire plus simple au niveau du formalisme. Un seul objet dans un seul univers. Et tout le reste découle très simplement...

...jusqu'à qu'il faille rendre compte des probabilités observées lorsqu'on mesure des spins, et la c'est la dégringolade.
C'est pour ça que ça me fait un peut grincer des dents quand l'argument principal que les gens opposent à cette théorie est "il y a trop de mondes c'es trop compliqué". Cet argument ne tient vraiment pas, alors que le plus gros point faible de la théorie est son incapacité à expliquer les résultats probabilistes de la MQ. Si on veut abattre many worlds, il faut au moins l'attaquer avec les bonnes armes !

[curiossss]

Ben... même s'il n'y a pas multiplication d'univers il y a multiplication des états et donc de l'énergie nécessaire pour les faire fonctionner. Car en définitive tout est énergie et elle serait vite à sec s'il fallait 'animer' toutes ces variantes d'univers à démographie galopante ! (et diviser le 'poids' par deux à chaque itération m'a l'air d'un artifice mathématique désespéré pour respecter la conservation d'énergie)

Mais bon, à l'occasion je lirai plus attentivement cette théorie aussi, car chacune peut avoir en son sein de bonnes idées à garder en mémoire

[curiossss]

Je viens de relire l'article sur la théorie d'Everett (http://frankwilczek.com/2013/multiverseEnergy01.pdf) justifiant les calculs. Il n'évoque que le Hamiltonien sur lequel il fait l'hypothèse supplémentaire qu'il n'y a pas d'explicite dépendance au temps. Je n'ai pas l'impression qu'il couvre l'ensemble des forces connues. Quid de la gravitation ? Et de la relativité générale ? Si chaque univers courbe son espace comme le dit la Relativité Générale, alors il y aurait plusieurs espaces ? Mais il dit exactement le contraire, les différentes branches qui se créent à chaque interaction occupent le même espace.

[Pio2001]

je préfère pour le moment considérer le hasard comme le résultat d'un espace quantique chaotique auquel on n'a pas accès avec nos instruments de mesure mais qui serait, lui, totalement déterministe ce qui impliquerait que le hasard quantique n'existe pas (juste une commodité de calcul) donc un univers hyperdéterministe ^^ voilà vous connaissez mes pensées secrètes).

Dans ce cas tu devrais aimer l'interprétation transactionnelle de Cramer. Elle est déterministe et rétro-causale. Elle a l'avantage sur celle de Bohm de ne pas faire intervenir d'action instantanée à distance, ce qui est absurde, mais une action du futur sur le passé, ce qui peut se faire sans trop bouleverser la relativité restreinte.

Quid de la gravitation ? Et de la relativité générale ? Si chaque univers courbe son espace comme le dit la Relativité Générale, alors il y aurait plusieurs espaces ? Mais il dit exactement le contraire, les différentes branches qui se créent à chaque interaction occupent le même espace.

Rien n'est plus incompatible que le duo mécanique quantique et relativité générale. La mécanique quantique résiste violemment à tous les efforts pour y faire intervenir la gravitation et réciproquement. Il y a une incompatibilité de principe entre les deux.
Le jour où on aura trouvé la théorie de la gravitation quantique, ce sera une révolution.