Non-localité en LQG

[Christian Arnaud]

Amis de la LQG , bonjour

Dans le modèle standard, le phénomène d’intrication implique la non-localité (une mesure sur une des particules intriquées entraine immédiatement un changement d’état de l’autre particule, qui peut se situer à grande distance).
Mais, en gravitation quantique à boucles ( pour le peu que j’en comprenne ) , la notion de distance est différente puisqu’à cause de la granularité de l’espace-temps deux points distants dans notre espace temps classique peuvent appartenir au même grain d’espace-temps granulaire (les grains peuvent changer de taille par sauts pourvu qu’ils soient multiples du grain de base de planck ).

D’où ma question : la notion de non localité a-t-elle le même sens en gravitation quantique à boucles que dans le modèle standard ?

Merci de vos réponses
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[Deedee81]

Salut,

Dans le modèle standard, le phénomène d’intrication implique la non-localité (une mesure sur une des particules intriquées entraine immédiatement un changement d’état de l’autre particule, qui peut se situer à grande distance).

En fait, non. Il n'y a pas d'effet à distance. Et on ne peut pas l'utiliser pour transmettre de l'information : https://en.wikipedia.org/wiki/No-communication_theorem

Il faut séparer le concept de non localité en deux :
- la non localité proprement dite : l'interaction à distance instantanée, avec modification ou transfert d'information
- la non séparabilité : on ne peut décrire un état global en décrivant séparément chaque sous-état

Cette différence peut être déroutante car en physique classique les deux vont toujours de pair. Mais ... pas en MQ !
Ainsi la MQ et surtout la version relativiste qu'est la théorie quantique des champs est locale. Cela se traduit d'une part par des équations aux dérivées partielles mais aussi en imposant que le commutateurs de deux observables séparés par un intervalle relativiste de type espace est nul. Mais la MQ est non séparable.

Malheureusement, à cause du caractère probabiliste de la MQ, il est difficile d'exclure un tel transfert d'information "non exploitable" (on mesure des corrélations, pas un phénomène de cause à effet).
Et donc selon les interprétations de la MQ, on peut ou non avoir une violation de la localité. Personnellement puisque les interprétations sont (par définition) non réfutables et puisque l'on peut avoir des interprétations sans violation de la localité (comme l'interprétation des états relatifs), alors j'estime qu'on doit considérer de telles violations de la localité comme non physiques. C'est une des raisons qui font que je n'aime pas la réduction de la fonction d'onde !

De plus, du fait du caractère non classique de la séparation en deux du concept de non localité, on voit énormément d'affirmations sur l'intrication et la MQ qui parlent de non localité alors qu'en fait l'auteur fait référence à la non séparabilité. Surtout dans la vulgarisation. Bonjour la confusion.

En gravité quantique tout cela reste car c'est de la mécanique quantique. Et la notion d'intervalle relativiste reste identique (même si la grandeur est quantifiée) (je parle d'intervalle et non de position, car dans les réseaux de spins, l'espace et le temps sont plutôt "cachés", et la formulation mousse de spins qui explicite l'espace et le temps est encore problématique : c'est un pur blocage théorique).

Toutefois quand tu as un réseau de spin, comme le dit Rovelli, ce n'est PAS un réseau "plaqué" sur l'espace-temps, ce réseau EST l'espace-temps (*). Et donc deux points du réseau (séparés par une distance grosso modo N fois la longueur de Planck, à un petit coefficient près proche de 1) sont deux points séparés. Et donc :

(*) plus exactement les réseaux dit "abstrait" et non les "concrets" (termes à prendre avec un grain de sel). La quantification donne un espace "à boucles", la résolution de la contrainte de Gauss donne les réseaux concrets et la résolution de la contrainte de difféomorphisme donne les réseaux abstraits (donc les plus proches des états physiques puisqu'on a exclut les états dû aux contraintes, reste la contrainte hamiltonienne qui donne la dynamique)

Mais, en gravitation quantique à boucles ( pour le peu que j’en comprenne ) , la notion de distance est différente puisqu’à cause de la granularité de l’espace-temps deux points distants dans notre espace temps classique peuvent appartenir au même grain d’espace-temps granulaire (les grains peuvent changer de taille par sauts pourvu qu’ils soient multiples du grain de base de planck ).

Ceci est faux. Tu ne peut avoir deux points distants qui seraient le même point dans le réseau de spins.

Et donc, là au moins, tout ce qui est localité est : ça reste le même que la MQ habituelle.

Attention, la gravité quantique à boucles reste une théorie extrêmement difficile à comprendre et à vulgariser. Je conseille la lecture du Loop Quantum Gravity de Rovelli (la plus grosse partie est "non technique") dont l'avant dernière édition est disponible gratuitement sur le net. Mais il vaut mieux être un crac en RG et en MQ avant !

[Christian Arnaud]

C'est une des raisons qui font que je n'aime pas la réduction de la fonction d'onde !

Merci Deedee pour la richesse globale de ta réponse mais ça va me prendre du temps de tout assimiler En attendant, juste un petit commentaire sur la réduction de la fonction d'onde :
Apparemment, c'est ce dont parlait Einstein quand il écrivait "a spooky action at a distance" dans une lettre à Born en 1947 : “ohne spukhafte Fernwirkungen” : “sans effets effrayants à longue distance” ; c'était l'écroulement de la fonction d'onde, et non l'intrication :
Spooky.docx

[Christian Arnaud]

- la non séparabilité : on ne peut décrire un état global en décrivant séparément chaque sous-état

ah, bon ; en cherchant un peu on peut lire dans https://www.matierevolution.fr/spip.php?article4089 :
"Dans le monde microscopique, à l’encontre du principe de causalité locale et de séparabilité, il existe des connexions non locales et inexplicables entre des éléments qui se révèlent tous interdépendants même s’ils sont séparés par de grandes distances : il y a violation du principe de séparabilité et on ne peut parler séparément de chacune des particules. Ces connexions, ces variables cachées non locales, sont situées hors de notre espace-temps, dans un autre niveau de réalité, mais elles ont une influence dans notre monde."
Et là , on s'y perd un peu : c'est quoi l'autre niveau de réalité hors de notre espace-temps ?
et des variables cachées non locales ?

[A voir en vidéo sur Futura]

[Christian Arnaud]

Il faut séparer le concept de non localité en deux :

Alors, il faudra le dire aussi à Alain Aspect :

NonLocalité.docx

C'est la dernière ligne en vert , et la conférence est récente

[La Limule]

Je ne peux ni ne veux utiliser word
envoie plutot des pdf

[Deedee81]

Salut,

en cherchant un peu

Un adepte des variables cachées non locales (comme la théorie de Bohm). Pas ma tasse de thé mais possible. Mais la théorie de Bohm n'est pas réfutable (hors relativité). Donc ça ne change pas grand chose. Je ne vais pas trop approfondir ici mon point de vue sur la théorie de Bohm, ce n'est vraiment pas le sujet.

Et là , on s'y perd un peu : c'est quoi l'autre niveau de réalité hors de notre espace-temps ?

Alors là, je donne ma langue au chat de Schrödinger. J'amais entendu ça !!!!
(et pas le temps de creuser l'article, je suis en vacance là )

et des variables cachées non locales ?

Des variables cachées (c'est-à-dire ne pouvant être mesurées, elles ne se manifeste(raie)nt qu'à travers les phénomènes quantiques habituels (par exemple les probabilités mesurables sont vues ici comme un effet statistique de ces variables).
Non locale : elles peuvent interagir (être liées d'une manière ou d'une autre) à distance instantanément (ça, ça peut poser un gros soucis en relativité, mais pas obligatoirement si ça reste "caché").

Le théorème de Bell et les résultats d'Aspect réfutent les variables cachées locales (le rêve d'Einstein, il les appelait des "éléments de réalité", il n'a pas vécu assez longtemps pour voir ce résultat négatif). Une expérience du groupe Zeilinger (je n'ai plus la référence en main mais il est sur ArXiv, doit être facile à trouver) réfute certaines classes de variables cachées non locales mais pas toutes (c'est impossible : la théorie de Bohm n'est pas réfutable sauf expériences impliquant la relativité de manière fondamentale mais il faut bien avouer que cela semble fort difficile).

Alors, il faudra le dire aussi à Alain Aspect :

Comme je le disais :
"on voit énormément d'affirmations sur l'intrication et la MQ qui parlent de non localité alors qu'en fait l'auteur fait référence à la non séparabilité"
(ou est un adepte d'une interprétation avec réduction)

[Christian Arnaud]

Je ne peux ni ne veux utiliser word
envoie plutot des pdf

désolé, mon compatible word ne me permet pas d'exporter du pdf Mais tu peux utiliser un convertisseur en open access

[Deedee81]

L"important est qu'il dit (Alain Aspect) "Mise en évidence de la non localité quantique"

[La Limule]

Il me semble que ces différents problèmes viennent du fait que l'on s'intéresse a des sous systèmes d'un sursystème global
et qu'on leur attribue des propriétés propres. On parle ainsi de la particule de Bob et celle d'Alice alors que ce qui a été créé c'est un
état de spin et impulsion totale nulle et d'énergie totale donnée correspondant a l'énergie entrante du générateur de cet état a nombre d'occupation égal a deux.

[Deedee81]

Il me semble que ces différents problèmes viennent du fait que l'on s'intéresse a des sous systèmes d'un sursystème global
et qu'on leur attribue des propriétés propres. On parle ainsi de la particule de Bob et celle d'Alice alors que ce qui a été créé c'est un
état de spin et impulsion totale nulle et d'énergie totale donnée correspondant a l'énergie entrante du générateur de cet état a nombre d'occupation égal a deux.

Oui c'est tout à fait ça.

Et en LQG on a évidemment la même chose. Le statut de la LQG n'est donc pas différent de ce point de vue.

Il me semble (là une confirmation serait utile, on trouve peu de documentation là-dessus) que la difficulté à obtenir des observables (de Dirac) du champ gravitationnel vient de là. Rovelli pour la LQG a défini des opérateurs partiels, applicables à un sous-système et permettant un usage "pratique" (avec des guillemets, c'est encore très théorique). Et c'est exactement ce qu'on fait en MQ en définissant des sous-systèmes lorsque l'on peut négliger les difficultés due à l'intrication.

[La Limule]

Je pense avoir lu , il y a longtemps que la notion meme de particule était problématique. Je ne sais plus dans quel livre de quantique axiomatique.

[Deedee81]

Je pense avoir lu , il y a longtemps que la notion meme de particule était problématique. Je ne sais plus dans quel livre de quantique axiomatique.

Je confirme. Bon, on est un peu hors sujet mais on peut en discuter .... enfin, quand je repasserai (comme je l'ai dit je suis en vacance )

[La Limule]

Bonnes vacances et bonnes fetes

[Christian Arnaud]

Un adepte des variables cachées non locales (comme la théorie de Bohm). Pas ma tasse de thé mais possible. Mais la théorie de Bohm n'est pas réfutable (hors relativité). Donc ça ne change pas grand chose. Je ne vais pas trop approfondir ici mon point de vue sur la théorie de Bohm, ce n'est vraiment pas le sujet.

oui, je comprends : théorie de l'ordre implicite de Bohm, holisme, champs akashiques de Lazlo, non-séparabilité .... tout ça ne nous avance guère ; personnellement, afin de me prémunir des crises de folie et pouvoir en parler calmement, je mets tout ça sur le compte de l'indétermination des états (le dé qui roule) et de la mesure ( pour faire une mesure, je suis obligé d'arreter le dé qui roule, et il me montre une face; ça c'est pour la superposition. Et pour l'intrication il n'y a ni transmission d'info immédiate ni autre mystère : elles sont intriquées donc si j'en mesure une,je connais aussi l'autre, point barre)

Bon, fermons cette parenthèse hors sujet sur la non-localité et nous reviendrons à ma question
Profite quand même des vacances

[Christian Arnaud]

Je ne peux ni ne veux utiliser word
envoie plutot des pdf

voilà , jeune homme :
Spooky.pdf
LQGSyory.pdf

[La Limule]

Merci,
C'est mieux pour moi.

[Christian Arnaud]

Bon, j'ai eu ma réponse :

Tu ne peut avoir deux points distants qui seraient le même point dans le réseau de spins.

Et donc, là au moins, tout ce qui est localité est : ça reste le même que la MQ habituelle.

On peut donc fermer le sujet.
En revanche, l'incise sur la non-séparabilité vs la non-localité était très intéressante et nous pourrions éventuellement réouvrir un sujet là dessus l'année prochaine si Deedee en est d'accord
En attendant , bonnes fêtes à tous

[oualos]

Les variables cachées et cette hypothèse dépendent étroitement selon moi -et peut-être d'autres- de la version de l'espace qu'on considère: en gros Newton ou Leibniz.
Je remets le résumé du Chat gpt que je trouve pas mal

Gottfried Wilhelm Leibniz, un philosophe et mathématicien allemand du XVIIe siècle, avait une conception particulière de l'espace. Sa perspective était en opposition à celle de son contemporain Isaac Newton.

Leibniz a soutenu que l'espace n'était pas une entité indépendante, absolue et préexistante, mais plutôt une relation entre les objets. Sa vision de l'espace est souvent résumée par la formule célèbre "l'espace est l'ordre des coexistences" (ou "l'espace est l'ordre des choses coexistantes"). Pour Leibniz, l'espace n'a pas d'existence en dehors de la distribution des objets dans l'univers.

Il a également introduit le concept de « relation de distance » pour décrire la façon dont les objets sont situés les uns par rapport aux autres. Selon Leibniz, deux objets sont proches l'un de l'autre s'il existe une série d'objets intermédiaires avec lesquels ils partagent une relation de distance. Cette conception est connue sous le nom de « relationnisme spatial ».

Cette vision de l'espace était en contradiction avec celle de Newton, qui considérait l'espace comme une entité absolue et indépendante, une sorte de conteneur dans lequel les événements physiques se produisent. Les conceptions de Leibniz ont donné lieu à des débats philosophiques importants à l'époque, notamment dans la correspondance célèbre qui a eu lieu entre Leibniz et les partisans de Newton, tels que Samuel Clarke.

Finalement, la conception newtonienne de l'espace a prévalu dans le cadre de la physique classique et a influencé la théorie de la gravité de Newton. Cependant, avec l'avènement de la théorie de la relativité restreinte d'Einstein au XXe siècle, l'idée de l'espace-temps en tant qu'entité dynamique et liée à la distribution de la matière a réintroduit certaines idées proches de celles de Leibniz dans le cadre de la physique moderne.

Si j'étais assez calé en math je concevrais une théorie ensembliste où ce sont les relations entre objets qui sont définies en premier et sur lesquelles travailler mathématiquement.

En tout cas la vision de Leibniz n'explique pas mais renverse complètement et de façon conceptuelle par conséquent les questions sur l'intrication qui deviennent non plus un casse-tête hyper-compliqué mais juste une définition.
Il faudrait la complétude de cette définition qui puisse formaliser tous les phénomènes micro: donc s'attendre à ce que dans le monde micro ce soient les relations en premier et non plus les objets qui définissent ce monde.
Évidemment il faut toute une théorie derrière s'appuyant forcément sur les maths pour que ça puisse être considéré comme scientifique.
Tout dépend de l'ensemble de départ sur lequel on travaille. Notre système cognitif étant newtonien, on conçoit en premier l'objet et sa ou ses représentations puis ensuite la relation qu'il a avec d'autres comme la force de gravitation newtonienne. La vision newtonienne est sur-déterminante en physique.
Ça marche très bien dans le monde macro mais visiblement pas dans le monde micro, auquel s'adjoint un sérieux problème de temps ou de temporalité.
L'équation de Schrödinger utilise un temps absolu donc exit l'unification a priori de la MQ et de la Relativité.
De plus l'équation de De Witt n'emploie pas de variable temps. Cette question -plus d'autres- est bloquante dans la théorie de la gravité quantique à boucles: un travail qui nécessiterait une définition radicalement non ontologique du temps.

[Christian Arnaud]

Je remets le résumé du Chat gpt que je trouve pas mal
"Cependant, avec l'avènement de la théorie de la relativité restreinte d'Einstein au XXe siècle, l'idée de l'espace-temps en tant qu'entité dynamique et liée à la distribution de la matière "

Je me demande si chat GPT ne confond pas Relativité Restreinte et Relativité Générale ? Ou alors, la question était mal posée ?

[Christian Arnaud]

Si j'étais assez calé en math je concevrais une théorie ensembliste où ce sont les relations entre objets qui sont définies en premier et sur lesquelles travailler mathématiquement.

cette phrase me fait penser à l'image du réseau de spins de la LQG qui représente les grains d'espace (ou d'espace-temps?) par des noeuds d'un graphe et dont les liens entre noeuds sont les arêtes communes.
Et : " un travail qui nécessiterait une définition radicalement non ontologique du temps. " fait echo aux conférences de Carlo Rovelli sur le temps en LQG, me semble-t-il

[oualos]

...un travail qui nécessiterait une définition radicalement non ontologique du temps. " fait echo aux conférences de Carlo Rovelli sur le temps en LQG, me semble-t-il

Oui je suis au courant mais mon faible niveau en math m'empêche de me plonger là-dedans et d'en tirer tout le profit.
Et pour lire et comprendre ce que fait Rovelli, il faut déjà un (très) bon niveau.

Je me demande si chat GPT ne confond pas Relativité Restreinte et Relativité Générale ? Ou alors, la question était mal posée ?

Oui tout à fait il confond les 2 effectivement.
Donc se méfier et pas recopier bêtement les réponses de chatGPT !!

[La Limule]

@oualos,
Le principe de l'interprétation relationelle
https://fr.wikipedia.org/wiki/M%C3%A..._relationnelle
ne nécessite pas un haut niveau en math. C'est plutot un cadre de pensée.
Elle répond a ta demande d'une pré existence des liens d'interaction avant de parler de propriété d'une paricule. une telle propriété
n'a de sens qu'a l'intérieur d'une telle relation-interacton (par exemple mesureur/mesuré)

[oualos]

La MQR, mécanique quantique relationnelle, a été développée par Rovelli récemment puisqu'il s'agit de 1996 et nie toute réalité objective.
On revient à la dialectique chère à Kant celle de sujet-objet qui a développé le premier le concept d'intersubjectivité: ce que Bernard d'Espagnat reprend pour qualifier la relation d'intrication entre un positon et un électron issus d'une désintégration de photon. Ce qui soulève un problème évidemment car pour Kant, Descartes et une foule de philosophes l'existence de la réalité objective ne saurait faire de doute.

Problèmes et discussions
La question est de savoir si MQR nie toute réalité objective, ou autrement dit : que la réalité n'est que subjectivement connaissable. Rovelli limite la portée de cette affirmation en déclarant que MQR se rapporte aux variables d'un système physique et non à des propriétés intrinsèques constantes, telles que la masse et la charge d'un électron9. En effet, la mécanique quantique en général ne fait que prédire le comportement d'un système physique dans diverses conditions. En mécanique classique, ce comportement est représenté mathématiquement dans un espace des phases avec certains degrés de liberté ; en mécanique quantique, il s'agit d'un espace d'états, représenté mathématiquement comme un espace de Hilbert complexe multidimensionnel, dans lequel les dimensions correspondent aux variables ci-dessus. Dorato, cependant, soutient que toutes les propriétés intrinsèques d'un système physique, y compris la masse et la charge, ne sont connaissables que dans une interaction subjective entre l'observateur et le système physique. La pensée tacite derrière cela est que les propriétés intrinsèques sont également essentiellement des propriétés quantiques.

La question ou le problème est que considérée comme ça c'est ou ce n'est qu'une interprétation de plus parmi toutes celles existant dans la MQ.
Ou si l'on peut aller plus loin... comme par exemple dire que depuis le big Bang tout est connecté à tout et qu'il existe une autre connexité que celle que nous connaissons et avons l'habitude.

[Christian Arnaud]

@oualos,
Le principe de l'interprétation relationelle
https://fr.wikipedia.org/wiki/M%C3%A..._relationnelle

Merci pour ce lien où l'on retrouve effectivement Rovelli et Lee Smollin