L'effet Zénon quantique peut il sauver le chat de Schrodinger?

[La Limule]

Bonjour,
Le malheureux chat de Schrodinger est dans une boite avec un atome instable qui s'il se désintegre va causer sa mort.
Il semble que ce chat a un moyen de survivre:
https://fr.wikipedia.org/wiki/Effet_...9non_quantique
Cet effet ne semble finalement pas si mystérieux. la mécanique quantique dit que si on répete une meme mesure (sur une particule libre) on obtient le meme résultat. Et si un champ externe existe en effectuant a un rythme rapide cette meme mesure.
Ici c'est le comptage du nombre de particule: 1 si non désintégré , n>1 sinon
Sl le chat répete rapidement ce comptage a chaque fois l'atome va etre ramené sur son été de base.
Ca pose un probleme pour Schrodinger s'il ne peut parier sur mort ou vivant en ouvrant la boite (ca dépend de ce que fait le chat
dans sa boite)
Ou est le probleme ou l'erreur?
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[gts2]

Si le chat répète rapidement ce comptage a chaque fois l'atome va être ramené sur son état de base.

Je dirai plutôt va rester dans son état de base et cela ne change pas la probabilité de désintégration de cet atome.

[Deedee81]

Salut,

Le chat n'altère/mesure pas l'état du noyau (l'effet Zénon quantique a d'ailleurs eté vérifié mais pas avec des noyaux, trop difficile de mesurer leur état quantique : très petits, niveaux d'énergie élevés, faudrait leur envoyer des trucs si énergétique que ça les détruirait). Il n'interagit qu'avec ce qui suit (la fiole de cyanure par exemple). Et seulement après désintégration. Avant désintégration il n'y a aucune mesure, aucun effet Zénon. Il ne suffit pas de dire "Ah, pas de désintégration, donc je connais son état"... sans interaction directe il n'y a pas de mesureµ.

Au sens de la décohérence, il faut une interaction, il n'y a pas de réduction (sauf lorsqu'on fait le bilan final d'éventuelles mesures du moins si on garde une interprétation avec réduction). l'état global évolue comme une superposition d'états avec interaction seulement dans certaines composantes. Et la réduction finale dit si le chat a de la chance ou pas.

Donc, le chat va mourir (sauf si on ouvre la boite à temps évidemment ).

D'ailleurs il existe des dispositifs aléatoire basé sur de tels processus quantiques aléatoires (pas des noyaux radioactifs en général, c'est pas trop top la radioactivité ) qui enclenche un compteur (c'est mieux que de tuer un pauvre matou). Utile quand les générateurs informatiques pseudo-aléatoires sont insuffisant. Et l'effet Zénon n'empêche pas ces dispositifs de fonctionner. En fait, si l'effet Zénon quantique se produisait sans interaction directe.... il n'y aurait plus jamais aucune transition quantique quelle qu'elle soit. Le monde se "figerait".

Ce serait autre chose si on imaginait un système à deux états de type puits quantique, et un dispositif de mesure de l'état du puits quantique. Si le chat appuie assez vite et souvent sur le bouton de mesure, avec sa papatte (on peut aussi automatiser, même pas besoin de connaitre le résultat !!!!) , alors il survivra.

Le sujet n'est pas simple. Pour bien le comprendre je conseille :
- D'abord de comprendre/maitriser la mécanique quantique : états quantiques, espace de Hilbert, évolution des états quantiques. Les premiers chapitres de tout bon bouquin de MQ suffisent.
- Comprendre la décohérence, il y a de très bons articles sur ArXiv, moi j'aime beaucoup celui de Maximilien Schlosshauer
- Comprendre l'effet Zénon (c'est typiquement un effet lié à la décohérence), là aussi il y a de bons articles sur ArXiv

[La Limule]

@gts2
Si on prend a l'instant 0, N atomes excités ils tous une meme demi vie moyenne T.
c'est a dire que la moitié se seront désintégrés au temps T
Que veux tu dire avec "va rester dans son état de base et cela ne change pas la probabilité de désintégration de cet atome."
Si a l'instant T on a N/2 atomes non désintégrés cela ont encore devant eux une demi vie de T
Cette demi vie est "glissante". chaque fois que le chat va observer l'atome non désintégré (projection sur l'état
de base c'est reparti pour une demi vie de T
Il y a une analogie avec le spin que tourne de up vers down sous l'influence d'un champ magnétique.
des mesures de la projection du spin dans la direction ayant donné up, si elle est effectuée régulierement et rapidement
de la meme facon va donner up le champ va le faire tourner d'un angle infinitésimal
une nouvelle mesure va reprojeter sur up etc
Et la répétition de la meme mesure va empecher la rotation vers un etat up+down
comme ce pauvre matou qui serait mort-vivant.
Les corrections sont bien sur bienvenues si je me trompe.

[A voir en vidéo sur Futura]

[La Limule]

@Deedee81
L'effet Zénon ayant été vérifié, il faut rappeler que le Chat de Schrodinger fait partie d'une expérience de pensée
et donc que les noyaux sont trop lourds pour l'expérience de Zénon quantique tombe a coté de la plaque.
Disons qu'on remplace le chat par le physicien qui a mené la vérification et la boite par le labo avec les portes fermées et Schrodinger dehors.
Sinon il y a un opérateur quantique hermitien appelé nombre de particule donnant 1 pour la particule non désintégrée. mesure répétable et donnant toujours 1 avec l'effet Zénon quantique. Non ?

[gts2]

Je crois qu'il vaut mieux écouter ce que dit @DeeDee81 !

Sinon, très avec les mains et non quantique, si on remet à zéro tous les dt le système, il a la probabilité dt/tau de se désintégrer, et donc (1-dt/tau) d'être dans l'état initial.
Donc en répétant N fois (1-dt/tau)^N d'être non désintégré au bout de N mesures, soit puisque rapide, on peut approximer à exp(-t/tau).
La différence est qu'avec Zénon quantique, on trouve (1-k dt²)^N, donc mon raisonnement s'écroule.

[Deedee81]

Salut,

EDIT croisement avec gts2
Tu persistes dans les mêmes erreurs. Je n'en pointe qu'une, la dernière.
Et donc j'insiste sur le conseil, potasse le sujet, les articles (ou plus) sont faciles à trouver.
Je peux donner des références utiles pour tout ça (livres, vidéos, articles)

Sinon il y a un opérateur quantique hermitien appelé nombre de particule donnant 1 pour la particule non désintégrée. mesure répétable et donnant toujours 1 avec l'effet Zénon quantique. Non ?

Ce n'est pas une "mesure" au sens de la décohérence et donc de l'effet Zénon (ce ne serait une mesure que si il y a réduction, or comme je l'ai dit on n'a pas la réduction dans la théorie de la décohérence. La réduction physique est d'ailleurs très douteuses (sauf dans les théories alternatives de "physical collapses" de Ghirardi et ses continuateurs) puisqu'on peut s'en passer. Ou ce serait une mesure s'il y avait interaction directe avec le noyau ce qui n'est pas le cas en comptant les particules même avec un opérateur approprié : l'état superposé le reste à cause de la linéarité de l'équation d'évolution. Et tout ce que tu peux dire est que plus tard après décohérence et enregistrement par toi, tu vois un résultat bien définis et pas un état superposé. Mais la décohérence n'affecte quasiment pas le noyau : pas assez d'interactions car il est trop petit)

Heureusement que j'ai raison sinon pas besoin de noter un résultat pour avoir une mesure physique (une interaction)-, la télékinésie n'existe pas , et aucun noyau ne se désintégrerait jamais.

P.S. et quand tu penses un truc comme ça, je conseillerais aussi de faire des recherches.... pour mettre une référence. Je rappelle tout de même que les "idées personnelles" ne sont pas autorises (point 6 de la charte). Une question ça va, mais quand on s'obstine.... aie. Donc essaie d'être plus carré.

[La Limule]

@gts2
Je te suggere cette vidéo ou les calculs sont explicités
https://www.youtube.com/watch?v=dncPYk4QbRE

[gts2]

Merci pour le lien, mais les videos ce n'est pas vraiment mon "truc", je trouve qu'un pdf est nettement plus lisible (sic !) et j'ai trouvé une démo qui suppose la durée donnée et le nombre de mesure tendant vers l'infini, donc dt tend vers zéro et donc dans ce cas cela vaut bien 1. J'ai trouvé aussi le cours de Haroche.

[Deedee81]

J'ai parcouru rapidement.

1) L'effet Zénon, je connais, donc ça m'est pas utile (c'est toi, La Limule, qui doit potasser tout ça)
2) Ca ne va pas du tout dans le sens de ce que tu proposais (l'as-tu seulement compris)

[Deedee81]

Essayons d'être plus clair.

Comme je l'ai expliqué plus haut, le concept de "mesure" est délicat en mécanique quantique et il y a TROIS définitions possibles.

La Limule, peux-tu :
- me dire quelles sont ces 3 définitions (d'après ce que j'ai expliqué) ?
- laquelle s'applique dans la décohérence et l'effet Zénon (toujours selon mes explications... ou la vidéo d'ailleurs) et laquelle s'applique dans ton raisonnement ?

Si tu sais répondre, on pourra progresser. Sinon, c'est que tu ne maîtrises pas assez (et donc tu ne comprends pas les explications) et là faudra potasser (on ne peut donner un cours dans un forum).

[La Limule]

@gts2
Moi aussi je préfere les pdf aux vidéos.
Pourrais tu indiquer le lien vers la démo que tu as trouvée?
Merci pour ton dévouement inlassable sur ce forum.

[gts2]

Bonjour,

Conférence Serge Haroche : college-de-france.fr

Effet Zénon : cours D. Marchand ESPCI cours.espci.fr