inégalités de Bell et expérience d' Aspect et consort

[pachacamac]

Bonjour,

Après avoir lu différents documents scientifiques et de vulgarisation sur les inégalités de Bell et les expériences d'Aspect et consort avec des particules intriquées, j'ai pas vraiment réussi à comprendre ces expériences.

Sans vraiment chercher à les comprendre (j'ai vu que cela me dépasse ) j'ai juste une petite question :

Est ce que les axes selon lesquels on mesure les spins (ou l'orientation des polariseurs ) sont différents pour la particules qui "partent à gauche ou a droite " ou sont identiques ?

Je pense qu'ils sont différents sinon on obtiendrait me semble t'il toujours une corrélation a 100% mais je souhaiterait avoir une confirmation car j'ai un doute...

Merci
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[ThM55]

Le principe de l'expérience est de choisir l'orientation des polariseurs au hasard, de manière mutuellement indépendante, parmi un ensemble d'orientations. Donc elles peuvent être différentes, oui.

[pachacamac]

Merci.

Il y a un petit quelque chose qui m'échappe dans cette experience (c'est un euphémisme )

Je crois savoir que si on mesure le spin (haut ou bas ) d'une particule par rapport à un axe donné on peut rien savoir sur son spin selon un autre axe.
Je pensais donc que c'est pareil pour les polariseurs (dont je suis moins familier) et donc qu' une experience avec un polarisateur orienté d'une certaine manière ne pouvait rien nous dire sur le resultat d'une experience avec un polarisateur orienté différemment.

donc en fait je ne comprend pas comment ni pourquoi les mesures peuvent être corrélés ( ni leur dépendance par rapport à l'angle d'orientation des polariseurs ) .....

[pachacamac]

J'annule mes questions j'ai trouvé les réponses dans cette video de David Louapre

[A voir en vidéo sur Futura]

[ThM55]

Merci.

Il y a un petit quelque chose qui m'échappe dans cette experience (c'est un euphémisme )

Je crois savoir que si on mesure le spin (haut ou bas ) d'une particule par rapport à un axe donné on peut rien savoir sur son spin selon un autre axe.
Je pensais donc que c'est pareil pour les polariseurs (dont je suis moins familier) et donc qu' une experience avec un polarisateur orienté d'une certaine manière ne pouvait rien nous dire sur le resultat d'une experience avec un polarisateur orienté différemment.

donc en fait je ne comprend pas comment ni pourquoi les mesures peuvent être corrélés ( ni leur dépendance par rapport à l'angle d'orientation des polariseurs ) .....

Ce n'est pas vrai qu'on ne peut "rien savoir" de la polarisation selon un autre axe. Il y a des inégalités de Heisenberg entre observables qui ne commutent pas mais cela ne veut pas dire qu'elles ne peuvent être corrélées. Par exemple pour une paire intriquée (dans un état singulet de spin par exemple comme EPR-Bohm), si les angles ne sont pas à 180 degrés mais proches, les résultats de mesure peuvent être fortement corrélés (pas forcément à 100% mais de manière continue entre 0 et 100%).

[pachacamac]

Okay. Merci pour cette info.

Aussi à propos de l'intrication qui m'intrigue depuis fort longtemps j'ai été très perturbé par une remarque de Murray Gell-Mann dans son livre le Quark et le Jaguar au chapitre mécanique quantique et calembredaine
Celui ci dit en substance :

"Pour la connaissance instantanée de l’état d'une particule intriquée suite à une mesure sur son partenaire distant pas de soucis ni de mystère. c'est comme si les gens avait tous des paires de chaussettes l'une rouge et l'autre bleu. Quand on observe la couleur d'une des chaussettes on connait instantanément la couleur de l'autre."

No comment, mais c'est étonnant de la part d'un si grand connaisseur de la MQ

[ThM55]

Qu'y a-t-il d'étonnant? Il prend l'exemple d'une observable identique sur les deux membres de la paire intriquée. Dans un état singulet, cela signifie que si on mesure le spin dans la même direction (l'axe Oz par exemple) sur les deux détecteurs, il suffit de connaître le spin mesuré en A pour en déduire avec certitude (probabilité = 1) celle qui sera mesurée en B. C'est à cela que Gell-Mann fait allusion en parlant de l'observation de la couleur des chaussettes.

En soi cela n'a rien de surprenant et c'est une chose que l'on peut constater aussi en physique classique et dans la vie quotidienne. John Bell avait donné l'exemple d'un des ses collègues appelé Bertleman, qui portait toujours des chaussettes de couleurs différentes. En voyant la couleur de celle du pied droit, Bell savait que celle du pied gauche de Bertleman devait être différente. Rien de quantique là dedans mais cela reste vrai en mécanique quantique avec des états intriqués comme ceux imaginés par Bohm, Bell, Aspect & co si on mesure la même observable.

Ce qui est propre à la mécanique quantique c'est que ce ne sera plus le cas si j'observe les spins sur deux axes de polariseurs différents, par exemple faisant entre eux un axe de 120°. Le phénomène nouveau c'est qu'en mécanique quantique on aura des paires de résultats aléatoires, mais la corrélation entre les deux mesures sera statistiquement plus grande que si les particules portaient l'information dans une variable individuelle qu'elles transportaient avec elles, donc aléatoires mais prédéterminées avant la mesure (les "variables cachées" ou "chaussettes de Bertleman"). C'est le sens du théorème de Bell.

Je vous conseille d'étudier l'état de Greenberger-Horne-Zeilinger. C'est un peu plus compliqué que l'expérience de type EPR-Bohm mais c'est plus facile à comprendre car l'impossibilité ne dépend plus d'une analyse statistique des corrélations. En quelque sorte elle saute aux yeux.

[ThM55]

Pour éviter les confusions, il faut noter que Greenberger-Horne-Zeilinger (GHZ) avaient d'abord décrit leur trouvaille avec un état à 4 q-bits. Leur article initial a été enregistré dans Arxiv: https://arxiv.org/abs/0712.0921 .

Mais ce qu'on appelle en général état GHZ maintenant est un état plus simple à trois qbits, introduit comme une simplification par David Mermin. Article pas gratuit, mais on en trouve des copies en ligne: https://www.physics.smu.edu/scalise/...ermin1990a.pdf .

Il est intéressant aussi de savoir que les conclusions tirées de GHZ ont été vérifiées expérimentalement. Le prix Nobel de Zeilinger en 2022 concernait entre autres ces expériences.

[pachacamac]

Merci. Cela m’ôte une épine du pied pour la citation de Gell-Mann et me permet de mieux comprendre les intrications et les inégalités de Bell.

J'irai aussi voir pour l'article de GHS. Un premier survol m'a montré qu'il n'y avait pas trop d'équations trop compliquées pour moi dans cet article

Merci encore

[La Limule]

A propos de ces fameuses chaussettes si perturbantes elles appartiennent au professeut
Bertlmann et elles l'ont rendu célèbre. Il a vraiment existé et son prénom était Reinhold
il etait viennois:
https://en.wikipedia.org/wiki/Reinhold_Bertlmann
On peut noter que Zeilinger le Prix Nobel dont on vient de parler
est également autrichien.

[ThM55]

C'est vrai, c'était un ami proche de Bell qui l'a "utilisé" dans une conférence. J'ai mal orthographié son nom. Il vit toujours, donc on peut utiliser le présent, mais il est retraité de l'enseignement. Il est connu aussi pour un ouvrage de référence sur les anomalies en théorie quantique des champs.