Pourquoi l'interférence entre deux états quantiques ne saurait être qualifiée d'interaction ?

[Husserliana]

Bonjour,

Dans une discussion récente (https://forums.futura-sciences.com/p...une-image.html), j'ai pu soutenir une distinction entre superposition et interférence. ; non seulement l'une comme condition de l'autre, mais encore l'une comme un état de fait (combinaison d'états), l'autre comme une interaction (entre ces états combinés).

A quoi ThM55 répondit par la négative ; l'interférence n'est pas une "interaction" au sens strict du terme, c'est-à-dire au sens physique du terme.
Je crois deviner ce qu'il faut entendre par là (mais peut-être me détromperez-vous) : une interaction serait un processus au cours duquel deux "entités" (ici deux amplitudes d'un même état global) agissent l'une sur l'autre et échangent donc de l'énergie, de l'impulsion et, plus généralement, de l'information. L'interférence n'aurait donc rien à voir avec cela.
Mais pourquoi ? Je ne peux que faire les hypothèses suivantes :
1) L'interférence quantique n'implique pas d'échange de forces entre les amplitudes de probabilité. Les amplitudes sont simplement superposées et interfèrent sans exercer de force l'une sur l'autre.
2) Elle ne nécessite pas la transmission d'informations entre elles. Le modèle d'interférence est déterminé par la superposition des amplitudes elles-mêmes, et non par une quelconque communication entre elles.
3) Enfin, on peut considérer qu'il s'agit d'un processus instantané, qui se produit en même temps que la superposition des états/amplitudes. Il n'y a pas de propagation de l'influence dans le temps.

Ces raisons sont-elles les bonnes ?
-----

[ThM55]

Je suis plutôt d'accord. Toutefois en général si on s'intéresse à des interférences c'est qu'il y a eu une interaction préalable entre l'onde et autre chose (pour produire deux faisceaux cohérents séparés dans l'espace).

Il y a un système classique (non quantique) qui a exactement le même comportement. C'est la lumière dans la théorie de Maxwell. Certes on sait que le fondement physique est quantique, mais la théorie classique a des caractéristiques analogues qui permettent de se faire une idée. Dans l'expérience des fentes de Young, il y a un premier écran avec deux fentes et un deuxième où on observe les interférences. Avant le 1er écran on a un paquet d'onde qui ressemble à une onde place sinusoïdale. Cette onde interagit avec le premier écran par échange d'énergie et d'impulsion: une partie est absorbée ou réfléchie, une partie est diffractée. Les équations de Maxwell sans source sont linéaires et vérifient le principe de superposition: les champs électrique et magnétiques venant de deux sources s'additionnent. Si elles sont cohérentes, on peut observer des franges d'interférence. La densité d'énergie dans le champ dépend du carré des amplitudes des champs. C'est analogue à la règle de Born en physique quantique. Mais cela conduit à une répartition spatiale différente de l'énergie dans le champ, avec des franges sans rien et d'autres avec plus d'énergie.

Ce n'est pas un hasard si le champ électromagnétique a le même comportement. C'est lié au fait que la théorie quantique change très peu les équations de Maxwell (il y a une interaction photon-photon indirecte via des paires de fermions virtuelles, mais cela n'apporte qu'un correction du quatrième ordre), celles-ci survivent au niveau statistique dans le passage à la physique classique.

[La Limule]

Il n'y a pas une réponse oui/non mais un continuum de situations.
Prenez les fentes de Young avec de belles fentes de Young et par une petite modifications du système arrangez vous
pour sortir des probabilités 50/50 pout la particule d'etre passée a gauche ou a droite.
Supposons donc que suite a cette modification vous ayez un petit tuyau comme dise les turfistes.
A chaque coup vous pouvez miset a 52 contre 48 et bien alors vous aurez toujours des franges mais un peu estompées. La ou la probabilité était nulle il y maintenant parfois des rares impacts.
Et plus vos "tuyaux" seront bon moins vous verrez des interférences.
Je ne sais si ca peut vous aider dans votre réflexion.

[Husserliana]

Bonjour,

Navré pour cette réponse tardive. Et merci pour les vôtres.
ThM55, la tienne me soulage. Tu es donc "plus ou moins" d'accord, y compris avec le point trois ? Savoir que si les amplitudes s'additionnent, il s'ensuit aussitôt (=sans délai) leurs interférences réciproques (du faut que ces "ondes" ainsi superposées entretiennent des rapports de phase) ?

Si par ailleurs je comprends bien ton message, je dois en inférer que, sans le passage par le premier écran (cette "interraction préalable" que tu mentionnes au début du message ?), on n'observerait jamais de franges d'interférence. Mais la superposition et la cohérence des amplitudes superposés ne dépend pas d'une telle interraction préalable... ou bien si ?

La Limule, merci pour ce "continuum de situations". Mais je n'arrive pas à saisir le lien avec mon problème d'interraction...

[A voir en vidéo sur Futura]