Non-localité dans un contexte relativiste...

[sunyata]

Bonjour,

Que se passerait-il si on réalisait une expérience d'intrication en situation relativiste entre 2 photons corrélés d'Alice et Bob ? Du fait de la relativité de la simultanéité, chaque opérateur
Alice et Bob peut se prévaloir d'avoir effectué sa mesure le premier, et du fait de la non-localité une mesure sur le photon d'Alice implique automatiquement le résultat sur le photon de Bob. Or Bob peut revendiquer lui aussi d'avoir effectué la première mesure. Si bien qu'il devrait y avoir possibilité d'une disparition de la corrélation en cas d'incompatibilité entre les 2 mesures. Or ce n'est pas ce qu'on observe.
Donc l'un des expérimentateurs a fixé par sa mesure l'état des photons corrélés. Mais si c'est le cas, c'est contraire à la relativité de la simultanéité qui affirme l'équivalence des référentiels.

Comment interpréter ce résultat ?
-----

[jiherve]

bonsoir,
la non localité c'est à la fois dans l'espace et dans le temps, il n'y a donc plus de référentiel, c'est du moins ce que j'ai compris de ce phénomène.
JR

[Pio2001]

-C'est Alice qui a fixé la mesure de Bob
-C'est Bob qui a fixé la mesure d'Alice
-Les deux ont mesuré en même temps
Les trois points de vue ci-dessus fonctionnent aussi bien les uns que les autres.

L'interprétation est difficile.

[sunyata]

-C'est Alice qui a fixé la mesure de Bob
-C'est Bob qui a fixé la mesure d'Alice
-Les deux ont mesuré en même temps
Les trois points de vue ci-dessus fonctionnent aussi bien les uns que les autres.

L'interprétation est difficile.

L'interprétation est en effet difficile parce que dans le cadre de la relativité, c'est la relativité de la simultanéité qui prévaut.
Le "en même temps" ne veut plus rien dire...dans le cadre de l'expérience.
Le "en même temps de l'un" n'est pas le "en même temps de l'autre".
Donc on ne peut pas dire par exemple qu'un référentiel est plus valide qu'un autre.
C'est là tout le problème. Si chacun peut fixé une valeur de polarisation à son photon,
cela implique la possibilité d'un désaccord sur les corrélations qui devraient alors disparaître.
C'est tout le problème.

[A voir en vidéo sur Futura]

[sunyata]

bonsoir,
la non localité c'est à la fois dans l'espace et dans le temps, il n'y a donc plus de référentiel, c'est du moins ce que j'ai compris de ce phénomène.
JR

Dans l'expérience proposée l'un des expérimentateurs et en mouvement par rapport à l'autre.
Donc il n'ont pas le plan de simultanéité.

[jiherve]

re
en fait il pourraient être distants de plusieurs parsecs et de plusieurs milliards d'années que cela ne changerait rien, voir Brian Green " la Magie du Cosmos".
l'intrication défie le sens commun.
JR

[sunyata]

re
en fait il pourraient être distants de plusieurs parsecs et de plusieurs milliards d'années que cela ne changerait rien, voir Brian Green " la Magie du Cosmos".
l'intrication défie le sens commun.
JR

Bonjour,

En effet des expériences d'intrication ont eu lieu alors que les particules étaient séparées de 50 kilomètres.
Probablement que la distance importe peu.

Mais l'expérience proposée me semble intéressante car elle montre un paradoxe entre la non-localité quantique et son immédiateté absolue qui lie les photons corrélés et le fait que dans le cadre relativiste cette immédiateté n'est plus définie de manière absolue.

[Merlin95]

Hé oui, c'est la non-localité, qu'Einstein n'avait, sauf erreur, même pas envisagée..

[ornithology]

c'est amusant cet usage du mot séparable.
on va dire d'un coté que Bob et Alice sont séparés par un intervalle du genre espace et d'un autre
coté dire que l'état global des deux photons est non séparable.
en fait Bob et Alice sont séparés pout plein de trucs mais pas pour cette intrication

[sunyata]

c'est amusant cet usage du mot séparable.
on va dire d'un coté que Bob et Alice sont séparés par un intervalle du genre espace et d'un autre
coté dire que l'état global des deux photons est non séparable.
en fait Bob et Alice sont séparés pout plein de trucs mais pas pour cette intrication

Bonjour,
En effet, c'est ce qui crée l'ambiguité de la situation.
Elle met 2 théories en "porte à faux"
Si les corrélations disparaissent, c'est que la relativité est plus fondamentale que la MQ.
Si les corrélations ne disparaissent pas c'est le contraire.
La MQ est plus fondamentale, que la multisimultanéïté.
En l'occurence c'est bien ce qu'on observe.

[Deedee81]

Salut,

Il n'y a pas de soucis, ni de "porte à faux" (multisimultanéité n'a pas vraiment de sens) puisque :
https://en.wikipedia.org/wiki/No-communication_theorem

Bob peut faire n'importe quoi a sa particule : la mesurer, ne pas la mesurer, la désintégrer, la bouffer avec des petit pois..... Alice ne saurait faire aucune mesure sur sa particule lui indiquant ce que Bob a bien pu faire.
Par conséquent la relativité n'est en rien violée/concernée. Ce n'est qu'après un échange d'information entre Alice et Bob, de manière classique, normale, que Alic peut dire "Ahhhh, t'as bouffé ta particule"
Rien d'étrange de ce coté là. Par contre l'analyse de la comparaison des résultats obtenus par Alice et Bob, après coup, nécessite de considérer l'état global des deux particules. C'est une curiosité quantique qui n'a pas d'équivalent classique mais ne nécessite aucun transfert d'information (impossible en MQ comme le montre le théorème).

L'expérience d'Aspect (et d'autres) avaient surtout pur but de vérifier qu'un signal inconnu, moins rapide que la lumière, ne pouvait pas influencer le résultat. C'était une étape importante.

Donc la relativité et la mécanique quantique cohabitent absolument sans aucun soucis.

Et oui, le caractère étrange de la mécanique quantique (la prise en compte de l'état global alors que la théorie reste locale au sens relativiste) avait échappé à Einstein car il a abordé le problème par le mauvais bout : en imaginant un raisonnement conduisant à des "éléments de réalité", cette fois mettant à l'épreuve une autre étrangeté de la mécanique quantique (les raisonnements contrafactuels conduisent à des erreurs, on ne peut pas tenir compte de résultats d'une expérience qu'on aurait pu mener mais qu'on n'a pas réalisé !!!! En physique classique ça ne pose pas de soucis). On appelle cela maintenant le "réalisme naïf".

Et les déductions disant que la mesure d'Alice influence celle de Bob ou vice versa sont des abus d'interprétations (la couche philosophique qu'on ajoute pour interpréter, la philosophie étant souvent erronée sans avoir les outils pour le mettre en évidence, il vaut mieux faire confiance à mère nature qui nous donne des résultats expérimentaux bien réels).

Notons que des mesures dans un cadre relativiste ne seraient pas inintéressante. Cela consisterait à utiliser plusieurs observateurs se déplaçant assez vite pour que la simultanéité soit différente et cruciale. Une telle expérience est malheureusement extrêmement difficile à réaliser (difficile de déplacer un appareil de mesure à un demi-milliard de km/h). Cela permettrait d'écarter certaines interprétations à la non localité explicite comme la théorie de Bohm. Bien que de toute façon, la mécanique quantique relativiste ne fait aucun doute quant à sa validité, cela a été plus que testé et sa version avec des champs est même la théorie la mieux testée de tous les temps. Mais on aime bien des expériences directes Le groupe Zeilinger a mené des expériences excluant certaines interprétations non locales... mais pas toutes (c'est déjà un beau résultat).

[sunyata]

Et les déductions disant que la mesure d'Alice influence celle de Bob ou vice versa sont des abus d'interprétations

S'il y a abus, j'aimerai bien que vous précisiez votre point de vue.
Tout le temps qu'Alice ne fait pas sa mesure, elle ne peut connaitre la polarisation du photon, qui est aléatoire.
Mais dés qu'elle fait sa mesure elle connaitra la polarisation de son photon ainsi que de celle du photon de Bob.
Si Bob fait sa mesure avant Alice, c'est son action qui détermine l'état de polarisation des 2 photons.
Et nous savons par ailleurs que l'état des photons est déterminé au moment de la mesure.
Où y a t-il interprétation philosophique à ce niveau de description ?

[sunyata]

Bonjour,

Notons que des mesures dans un cadre relativiste ne seraient pas inintéressante. Cela consisterait à utiliser plusieurs observateurs se déplaçant assez vite pour que la simultanéité soit différente et cruciale.

Justement c'est tout l'objet de cette discussion.
L'expérience relativiste dont vous parlez a été faite
à 2 reprises, où chaque opérateur est en droit de penser compte tenu de son plan de simultaneïté être le premier
à effectuer la mesure et à fixer non localement la polarisation des 2 photons.

[Deedee81]

S'il y a abus, j'aimerai bien que vous précisiez votre point de vue.

Je l'ai dit. Dire que "la mesure de l'un influence l'autre" est un abus. Et j'ai donné le théorème qui le prouve.

Mais dés qu'elle fait sa mesure elle connaitra la polarisation de son photon ainsi que de celle du photon de Bob.
Si Bob fait sa mesure avant Alice, c'est son action qui détermine l'état de polarisation des 2 photons.

Et non, tu commets une erreur. Si deux jumeaux vont à Paris et à Bruxelles. A priori la couleur de leurs cheveux est quelconque. Alice à Bruxelles voit un des deux frères et voit qu'il a les cheveux blonds. Elle peut donc dire que si Bob fait la même chose à Paris avec l'autre frère, lui aussi il verra des cheveux blonds (s'ils ne se teignent pas ). Et bien entendu, si Bob avait déjà observé cela.... [U]ça ne détermine pas la couleur du jumeau à Bruxelles/U]. L'état des jumeaux est ce qu'il est, pas besoin de faire une mesure pour ça.

Le mystère quantique n'est pas là. D'ailleurs pour ce genre de cas les inégalités de Bell (classiques) ne sont pas violées par la mécanique (quantique) !

L'expérience relativiste dont vous parlez a été faite

NON, décidément, tu ne sais pas lire. L'expérience dont tu parles a été faire plus de deux fois (des centaines de fois !) avec des mesures séparées par un intervalle relativiste spatial.
Mais ce n'est pas ça une mesure dans un cadre relativiste, il faut pour cela des observateurs qui se déplacent à des vitesses proches de la vitesse de la lumière. ET JE L'AI DIT.

[mach3]

Mais dés qu'elle fait sa mesure elle connaitra la polarisation de son photon ainsi que de celle du photon de Bob.

Ne serait-ce pas là l'erreur ?

Comment s'effectue la mesure ? On met un polaroid et on regarde si le photon passe ou pas. Mettons que le polaroid laisse passer 100% quand c'est vertical, ce n'est pas 0% pour tous les autres angles (sauf 90°), mais une probabilité qui dépend de l'angle. Du coup si le photon passe, ca ne veut pas du tout dire qu'il avait une polarisation verticale avant de passer (par contre apres être passé, oui). En fait on ne connaît pas vraiment la polarisation qu'il a avant de passer, même en mesurant, et donc on ne connait pas vraiment non plus celle de l'autre photon

m@ch3

[Deedee81]

Bon, là en vert.

Déjà, ce débat sur l'intrication et la relativité a déjà été tenu des dizaines de fois sur Futura et analysé en long et en large. Faire quelques recherches aurait été plus productif que d'ouvrir une NIEME discussion. Bon, ça encore je peux l'admettre (c'est pas toujours trivial à retrouver).

Mais il est clair que tu lis mal ou trop vites les explications (ça, c'est vraiment pas correct). Ou que tu ne les comprends pas (ça, ça peut arriver). Et donc il est normal que tu te poses des questions. Et il est normal que tu dises "je ne comprends pas ce passage". Mais : tu fais tes propres raisonnements alors que tu ne maîtrise pas le sujet. Franchement, après plus de 2000 messages, ne me dit pas que tu ignores que ça viole le point 6 de la charte.

Alors, je laisse ouvert mais :
- Lit les explications à fond et les références données
- Pose des questions sur ce que tu ne comprends pas
- Mais NE FAIT PAS DE RAISONNEMENT PERSONNEL dans ce domaine que tu ne maîtrises pas

Si ça devait encore continuer comme ça, je serais contraint de fermer car ça ne pourrait que tourner en rond indéfiniment. Tu es trop coutumier de ces dialogues de sourdingues.

Merci,

[Deedee81]

Ne serait-ce pas là l'erreur ?
Comment s'effectue la mesure ? On met un polaroid et on regarde si le photon passe ou pas. Mettons que le polaroid laisse passer 100% quand c'est vertical, ce n'est pas 0% pour tous les autres angles (sauf 90°), mais une probabilité qui dépend de l'angle. Du coup si le photon passe, ca ne veut pas du tout dire qu'il avait une polarisation verticale avant de passer (par contre apres être passé, oui). En fait on ne connaît pas vraiment la polarisation qu'il a avant de passer, même en mesurant, et donc on ne connait pas vraiment non plus celle de l'autre photon

On s'est croisé, et en effet il y a là aussi une erreur. On ne peut connaitre la polarisation de l'autre photon que :
- si on a été informé préalablement qu'ils ont la même polarisation (l'information suit un canal classique, sans faire bobo à la relativité)
- si on compare après coup là aussi par un canal classique

[sunyata]

Je transmettrai mes sources relatives relatives
à l'expérience citée.
Merci de garder la discussion ouverte d'ici là
Je suis en voyage, je poserai des questions
car visiblement nous n'avons pas la même perception
des choses...

[Matmat]

Pour moi la question que je me suis souvent posé (et dont je n'ai jamais trouvé la réponse) est que la différence de deux angles de polarisation (la variable qui viole les inégalités de Bell dans l'expérience d'aspect est une différence non relativiste de deux angles) n'étant pas un invariant relativiste, si on se place dans un contexte relativiste, ça implique, comme l'à dit Deedee, que A et B aillent à vitesse relativistes par rapport au référentiel du labo, pour moi cela implique aussi qu'on tienne compte de la différence d'angle de polarisation relativiste et non pas de la différence non relativiste des angles (autrement dit il n'y plus de variable non locale "alpha - beta" qui va violer les inégalité de Bell , mais une composition relativiste de deux angles dont on n'a encore jamais vérifie qu'elle violait les inégalité de Bell)...

[Deedee81]

Ah tiens, que voilà une bonne question. A réfléchir pour le moins.

[Deedee81]

Après réflexion : on utilise les angles au repos (par rapport à l'observateur faisant la mesure), c'est seulement dans ce cadre là que les règles sur le spin/polarisation sont valables
(on doit retrouver le fait que la probabilité de mesurer un spin horizontal/vertical pour un spin orienté selon un angle alpha ont des probabilités cos²alpha et sin²alpha).
Et c'est ça qu'on utilise dans le calcul des inégalités de Bell.

Après, si on considère un autre référentiel, les angles sont affectés de manière non triviale mais aussi la relation pour la mesure selon divers angles et de là les inégalités de Bell. Mais ça ne va pas changer fondamentalement les choses (juste modifier les angles dans la formule avec des angles mesurés dans un référentiel donné, mais les conclusions seront les mêmes, le cas quantique donnant une violation pour des angles également transformés).

On peut s'amuser à calculer les inégalités de Bell avec ça, mais c'est pas trivial. Quelqu'un a le courage ?

Je transmettrai mes sources relatives relatives à l'expérience citée.

C'est évidemment le bienvenu.
Mais attention, il faut des références techniques avec les équations et tout (pas nécessairement des références sous comité de lecture) pour pouvoir être vérifié.
Car comme je l'ai dit, les abus de lange dû aux diverses interprétation de la mécanique quantique sont légions. Et beaucoup emploient localité dans le sens relativiste ET dans le sens "séparable", bonjour la confusion.
Donc les sources de vulgarisation et les vidéos sont à rejeter comme la peste ici (parfois c'est suffisant mais pour l'intrication mieux vaut éviter !)

[sunyata]

Bonjour,

Ci-joint la publication de Gisin au sujet du test de non-localité dans un contexte relativiste.
Document

résumé :

Nous présentons une expérience récente utilisant des séparateurs de faisceau de type spatial en mouvement
révélant une nouvel aspect de la non-localité quantique : les corrélations causées par l'intrication quantique à deux particulesne sont pas seulement indépendantes de la distance (comme nous le savons déjà grâce aux expériences conventionnelles de type Bell)
mais également indépendants de l'ordre temporel entre les deux mesures de photon unique.
Par conséquent, il semble impossible de les placer dans un ordre en temps réel et de maintenir une explication causale
dans lequel un événement antérieur influence un événement ultérieur par une communication arbitrairement rapide.


Mots clés. Corrélations quantiques ; relativité restreinte.

Conclusion :

Une théorie supposant des influences supraluminales pour expliquer les corrélations quantiques conduiraità la disparition des corrélations. La multisimultanéité est un tel modèle alternatif à la mécanique quantique standard.
Dans toutes les situations où les différentes composantes des appareils de mesure sont au repos relatif,
la multisimultanéité [relativité de la simultanéité] a la même prédiction que la quantique mécanique.


Cependant, dans la situation intrigante où les particules intriquées sont analysées par
deux lames séparatrices en mouvement relatif telles que chacune analyse « sa » particule avant la
de l'autre, la multisimultanéité [relativité de la simultanéïté] prédit que les corrélations quantiques disparaissent.

Puisque dans l'expérience rapportée les corrélations n'ont pas disparu, la multisimultanéité est réfutée.
Rappelons qu'un modèle supposant que les détecteurs déterminent les trames pertinentes a déjà été
réfuté.
Ces résultats soulignent l'étrangeté des corrélations quantiques. Non seulement ils sont
indépendamment de la distance, mais aussi il semble impossible de fixer une ordre en temps réel.
Par conséquent, les corrélations quantiques sont directement causées par l'état quantique, de sorte qu'
un événement ne peut être considéré comme causant l'autre avec une influence arbitrairement rapide.

Cordialement

[Merlin95]

Oui c'est comme si j'appuyais sur le bouton de l'interrupteur, et que la lampe s'allumait aussitôt (jour, nuit, jour, nuit dirait jacouille la fripouille).

[sunyata]

Et les déductions disant que la mesure d'Alice influence celle de Bob ou vice versa sont des abus d'interprétations (la couche philosophique qu'on ajoute pour interpréter, la philosophie étant souvent erronée sans avoir les outils pour le mettre en évidence, il vaut mieux faire confiance à mère nature qui nous donne des résultats expérimentaux bien réels).

Il ne me semble pas avoir suggéré dans mes post précédent l'idée qu'il y existerait une influence, si par influence il est entendu la transmission d'un signal.
L'intrication est telle qu'une mesure sur le photon d'Alice détermine le résultat sur celui de Bob . IL n'y a pas transmission d'information, puisque c'est non-local.
Cela implique juste qu'Alice sélectionne une des solutions corrélées du couple de mesures. (si c'est elle qui fait la mesure en premier)

Si j'ai bien compris le papier de Gisin, il dit que ce n'est pas Local, ni causal.
De ce fait les considérations relativistes ne s'appliquent pas.
Du coup si je comprends bien, il n'est même pas possible de déterminer qui a fait sa mesure en premier .

[Pio2001]

EDIT : croisement

Sunyata fait référence à cette expérience, proposée par Antoine Suarez et réalisée par Nicolas Gisin et al en 2001, connue sous le nom d'expérience "before-before", car chacun des deux détecteurs est le premier à faire la mesure dans son référentiel inertiel.

https://iopscience.iop.org/article/1...34/35/334/meta

La multisimultanéité est une interprétation de l'expérience EPR qui a été réfutée par cette expérience, si j'en crois cet article :

https://arxiv.org/abs/quant-ph/0110117

La phrase de Sunyata "La MQ est plus fondamentale, que la multisimultanéïté." reprend l'abstract de cet article ("We didn't observe any disappearance of the correlations, thus refuting Multisimultaneity.").

D'autres références figurent dans la bibliographie de cet article d'Antoine Suarez : https://arxiv.org/pdf/quant-ph/0110124.pdf

[sunyata]

La multisimultanéité est une interprétation de l'expérience EPR qui a été réfutée par cette expérience, si j'en crois cet article :

Oui au sens où comme l'intrication est non-locale et acausale d'après Gisin le principe de causalité relativiste ne peut s'appliquer à la situation.

Si j'ai bien tout compris.

[Contrario666]

A ce niveau il y a quand même un truc qui me chiffonne et j'aurais bien aimé qu'on m'instruise.
On dit que l'information ne peut pas être véhiculée à une vitesse supérieure à celle de la lumière.
Fort bien.
Mais si "on" se déplace à une vitesse qui se rapproche de la vitesse de la lumière alors pour celui qui se déplace à cette vitesse le temps du trajet tend vers un temps nul (alors que bien sûr ce temps n'est pas nul pour un observateur extérieur puisque cette vitesse vaut C).
Donc si le "on" est de la lumière (enfin des photons quoi) on pourrait imaginer que son temps pour effectuer un trajet (quel que soit la distance...) est nul.
La théorie n'a pas pu mettre en évidence ce fait. Certes. C'est à dire qu'on connait le fait que le temps propre temps vers 0 pour un objet en mouvement massique mais on ne s'autorise pas à supposer que pour un objet de masse nulle (comme le photon) qui va effectivement à la vitesse C il puisse exister un temps propre égal à 0.
Donc si on admettait simplement le fait qu'un photon peut avoir une durée de trajet propre égale à 0 secondes (instantané quoi) il n'y aurait rien de mystérieux à considérer qu'un effet se produisant à une distance arbitraire puisse être conduit instantanément "comme s'il y avait un lien" vers cette destination.
Ça ne permet pas transmettre de l'information plus rapidement qu'à la vitesse de la lumière relativement à un observateur extérieur mais ça permet de synchroniser instantanément des objets distants selon leur temps propre.

[Pio2001]

Rien d'étrange de ce coté là. Par contre l'analyse de la comparaison des résultats obtenus par Alice et Bob, après coup, nécessite de considérer l'état global des deux particules. C'est une curiosité quantique qui n'a pas d'équivalent classique mais ne nécessite aucun transfert d'information (impossible en MQ comme le montre le théorème).

Oui, à partir du moment où les résultats des mesures eux-mêmes apparaissent sans information préalable : le no-communication theorem est vrai si le hasard quantique n'est pas biaisable.
Chassez les problèmes quantiques par la porte, ils reviennent par la fenêtre !

Ça ne permet pas transmettre de l'information plus rapidement qu'à la vitesse de la lumière relativement à un observateur extérieur mais ça permet de synchroniser instantanément des objets distants selon leur temps propre.

Non car au fur et à mesure que le temps de trajet tends vers zéro, par effet de contraction des longueurs, les objets qu'on synchronise ainsi sont de plus en plus près les uns des autres, et la distance qui les sépare tend également vers zéro. Pour le voyageur, ce ne sont pas des objets distants qui sont ainsi synchronisés, mais des objets voisins.
Pour l'observateur immobile, ce sont des objets distants, mais que l'on ne peut relier qu'en voyageant longtemps.

[Contrario666]

Non car au fur et à mesure que le temps de trajet tends vers zéro, par effet de contraction des longueurs, les objets qu'on synchronise ainsi sont de plus en plus près les uns des autres, et la distance qui les sépare tend également vers zéro. Pour le voyageur, ce ne sont pas des objets distants qui sont ainsi synchronisés, mais des objets voisins.

Vous vous rendez compte que ce n'est pas une contradiction que vous énoncez là.
Mais plutôt une confirmation selon un autre point de vue (les distances tendent vers 0).

[Matmat]

Après réflexion : on utilise les angles au repos (par rapport à l'observateur faisant la mesure), c'est seulement dans ce cadre là que les règles sur le spin/polarisation sont valables
(on doit retrouver le fait que la probabilité de mesurer un spin horizontal/vertical pour un spin orienté selon un angle alpha ont des probabilités cos²alpha et sin²alpha).
Et c'est ça qu'on utilise dans le calcul des inégalités de Bell.

Après, si on considère un autre référentiel, les angles sont affectés de manière non triviale mais aussi la relation pour la mesure selon divers angles et de là les inégalités de Bell. Mais ça ne va pas changer fondamentalement les choses (juste modifier les angles dans la formule avec des angles mesurés dans un référentiel donné, mais les conclusions seront les mêmes, le cas quantique donnant une violation pour des angles également transformés).

Compris.
En fait j'imaginais A et B non seulement en vitesse relativiste par rapport au labo, mais aussi l'un par rapport à l'autre (ce qui empêche effectivement d'utiliser les règles connues) parce que comment peuvent ils à la fois être équidistants du point d'émission et ne pas être en mouvement relatifs l'un par rapport à l'autre tout en étant en mouvement par rapport au labo ... , bref ça devient une expérience impossible donc hors charte.