Mécanique quantique : intrication et décohérence

[christel]

ça tous les conférenciers que j'ai écouté le disent que nous avons du mal à nous représenter concrètement ce qu'est la physique quantique

 

je dois être trop terre à terre moi :D

[ChiCyg]

GéGé, il faut se méfier du vocabulaire. Dire comme Trinh Xuan Than que les photons ont "choisi" est un peu tendancieux ... on pourrait dire, au contraire, qu'ils ne choisissent justement pas vu qu'ils "s'alignent" sur le même choix Peut-être choisissent-ils, mais alors ensemble ? :)

 

Je pense que ça vaudrait le coup d'expliquer de manière simple ce que sont les inégalités de Bell (plutôt que le "théorème" de Bell - ce n'est pas vraiment un théorème mais l'application d'un calcul de probabilité) et pourquoi leur violation pose problème.

[astrotophe]

C'est bien le problème de la physique quantique, c'est que ce n'est pas vraiment explicable avec des formulations de tous les jours.

[Dodgson]

Il y a par exemple l'idée que la violation des inégalités de Bell entraine le rejet, soit de la localité, soit du réalisme physique (mais Aspect dit que c'est la même chose).

 

Des gens comme T'Hooft qui ont une théorie (je ne l'ai pas comprise, ArthurDent en avait parlé), à base de thermodynamique, qui permet de renouer avec le déterminisme et le réalisme einsteinien.

 

De sombres hypothèses à base d'univers multiples, de particules fantômes, ou de particules qui vont à rebrousse temps...

 

A mon avis (mais c'est mon avis), il s'agit là de combats d'arrière-garde de ceux pour qui il est inimaginable que la réalité "en soi", qui ne nous est accessible que partiellement, par les phénomènes auxquels nous sommes sensibles, soit totalment en dehors de nos catégories conceptuelles d'espace et de temps.

 

Dans cette réalité (la vraie, en quelque sorte ), il n'y a pas de localité, tout simplement parce qu'il n'y a pas d'espace, ni de temps, au sens où nous le concevons.

 

D'où notre perplexité pour nous représenter un quanton, par exemple...

 

Seriez-vous d'accord avec cette formule, que je viens de (re)dénicher à la toute fin de la postface 2007 du "Cantique des quantiques" (Ortoli et Pharabod) :

 

"L'espace, le temps et nous-mêmes (ou nous-mêmes par l'intermédiaire de l'espace-temps) nous frayons peut-être un chemin, appelé l'univers, à travers un réel ultime, que Bernard d'Espagnat appelle le 'réel voilé', bien que nous commencions à le dévoiler et que nous l'utilisions déjà dans notre technologie".

 

Un peu grandiloquent à mon avis, mais peut-être pas idiot...

 

Dodgson

[ChiCyg]

Oui, astrotophe, mais justement on peut expliquer clairement en quoi les expériences d’Aspect viennent en conflit avec nos "formulations" de tous les jours avant de passer tout de suite à des formulations que Dodgson juge, à juste titre, grandiloquentes.

[Dodgson]

Oui, astrotophe, mais justement on peut expliquer clairement en quoi les expériences d’Aspect viennent en conflit avec nos "formulations" de tous les jours avant de passer tout de suite à des formulations que Dodgson juge, à juste titre, grandiloquentes.

 

Pas seulement les expériences d'Aspect (1982) et d'autres (Gisin) qui portaient sur la non-localité, mais aussi celles qui portent sur qu'on pourrait appeler la non-temporalité : Kim, Yu, Kulik, Shih et Scully, Phys. Rev. Letters, n°84, janvier 2000 (gomme quantique à choix retardé) et Jacques, Wu, Grosshans, Treussart, Grangier, Aspect (encore lui !) et Roch, Science, vol. 315, n°5814, 16 février 2007 (choix retardé). Il me semble d'ailleurs qu'Aspect en parle à la fin de sa conférence à l'IAP du 2 mai 2007, citée plus haut.

 

Dodgson

[christel]

y a aussi de la non-temporalité dans toute cette histoire ?

naaaaaaaaan :cry:

[Jeff Hawke]

"L'espace, le temps et nous-mêmes (ou nous-mêmes par l'intermédiaire de l'espace-temps) nous frayons peut-être un chemin, appelé l'univers, à travers un réel ultime, que Bernard d'Espagnat appelle le 'réel voilé', bien que nous commencions à le dévoiler et que nous l'utilisions déjà dans notre technologie".

 

Un peu grandiloquent à mon avis, mais peut-être pas idiot...

 

Je ne vois pas tellement en quoi la formulation est grandiloquente...Peut-être le teme "réalité ultime" ? Mais il appartient au vocabulaire philosophique.

 

La phrase me parait au contraire assez simple, et clairement exprimée, si l'on prend en compte le fait qu'il s'agit de dire quelque chose d'assez décoiffant, remettant en cause les catégories kantiennes de temps et d'espace du monde dans lequel nous croyons vivre.

[bb98]

Bonjour

Oui, il FAUT écouter Aspect jusqu'à la fin

et, en particulier, la réponse à la question, un peu hors sujet, sur la dualité onde/particule

Tout ce passe comme si, le "passé" du photon étatit modifié par....le type d'appareil dans lequel il rentre

Fort bien expliqué, mais AA est coutumier du fait

 

Feynman expliquait ça par des "probabilités négatives"....

[astrotophe]

C'est vrai la conf d'Aspect est très limpide et il répond très bien aux questions même celles très tordues. Je trouve que ces explications suffissent à elles-mêmes.

[Pierredelune]

moi y en a vouloir comprendre

mais moi y en a avoir petit neurone :D

 

...t'inquiète, en cette matière nos neurones font rapidement des choix... divergents !

[christel]

alors je n'ai pas encore fini de visionner la conférence mais c'est vrai qu'il explique bien

les applications de l'intrication ont l'air phénoménales...

[christel]

si j'ai bien compris en fait, on ne sait toujours pas si le photon est une onde ou une particule car il est capable d'adopter les deux comportements, non ?

[bb98]

C'est plus...compliqué que cela...

C'est là où c'est amusant

 

On pensait jusque là, que onde ou particule étaient deux "aspects" de la même réalité

un peu comme :

un cylindre: vu du bout, c'est un disque ............ vu de coté c'est un rectangle

 

Mais en mécanique quantique ( et comme le dit AAspect : "la mécanique quantique, ça marche" ( et c'est tout ce que l'on demande à une théorie), un photon se rit de l'espace et du temps, son "comportement" n'est pas réductible à celui ou d'une onde ou d'une particule :

 

- les deux photons "intriqués" sont "comme" un seul et même "objet quantique" , mëme s'ils sont à 10000 km l'un de l'autre

- le photon qui rentre dans l'appareil voit son "passé" modifié en fonction..de l'appareil

 

bon courage

[christel]

oui les intriqués offrent justement des futurs développements technologiques assez grandioses, la cryptographie (qui existe déjà) et l'ordinateur quantique (il a l'air plus réservé à ce propos)

 

merci bb de m'avoir indiqué cette conférence, ça aide bien

[bb98]

héhéh;) Alain Aspect est très fort pour faire de la physique avec les mains

De surcroit, c'est un expérimentateur hors pair ! que peu de monde peut suivre..

 

Mais, à mon avis, la mécanique quantique , c'est , pour l'essentiel, ....des maths

 

la bible reste les 2 volumes ( deux fois mille pages....rien que des maths ) du Cohen / Tannoudji

et, par exemple, l'intrication , c'est parce que le formalisme mathématique de la MQ PERMET d'écrire la superposition des états...

c'est à dire : les règles que l'on a posé, pour écrire la MQ, permettent d'écrire, sans se contredire, que 2 états peuvent se superposer...

[christel]

en tous cas, j'ai bien aimé la description "marionnettes" des polarisateurs

mais au moins j'ai un peu compris à quoi cette physique pouvait servir, jamais cela ne me servira mais au moins j'en aperçois les futures applications (un peu)

 

un grand merci à toi

[astrotophe]

C'est le problème de la physique quantique, elle donne les solutions mais elle ne dit pas pourquoi ça fait ça. C'est comme la gravité de Newton qui donne les solutions et celle d'Einstein qui explique pourquoi.

[Dodgson]

héhéh;) Alain Aspect est très fort pour faire de la physique avec les mains

De surcroit, c'est un expérimentateur hors pair ! que peu de monde peut suivre..

 

Mais, à mon avis, la mécanique quantique , c'est , pour l'essentiel, ....des maths

 

la bible reste les 2 volumes ( deux fois mille pages....rien que des maths ) du Cohen / Tannoudji

et, par exemple, l'intrication , c'est parce que le formalisme mathématique de la MQ PERMET d'écrire la superposition des états...

c'est à dire : les règles que l'on a posé, pour écrire la MQ, permettent d'écrire, sans se contredire, que 2 états peuvent se superposer...

 

Vous voulez sans doute dire "Mécanique quantique, tomes 1 et 2", de Claude Cohen-Tannoudji, Bernard Diu et Franck Laloë ? Je ne me souviens pas d'y avoir vu grand chose sur l'intrication et les inégalités de Bell (il est vrai que mes éditions datent de 1977 et 1986).

 

Actuellement, si j'en crois mon gendre astrophysicien à l'IAP, un livre très apprécié est "Physique quantique", de Michel Le Bellac, EDP Sciences. J'en ai acheté la 2e édition (2007), plus de 700 pages quand même, et il y a effectivement un chapitre 6 "Etats intriqués" avec corrélations quantiques, inégalités de Bell, calcul quantique et même téléportation quantique... Dans son avant-propos de la deuxième édition, l'auteur précise que "Le chapitre 6 (Etats intriqués) a été récrit à 80%", signe que c'est un domaine où les progrès sont assez rapides (la première édition date de 2003).

 

Dodgson

[Jeff Hawke]

on ne sait toujours pas si le photon est une onde ou une particule car il est capable d'adopter les deux comportements, non ?

Pour moi, ce n'est pas tout à fait ça. On sait ce qu'est un photon : C'est un quanton, c'est à dire une particule qui a des propriétés "ondulatoires" (non localité, interférence). Le problème, c'est que notre cerveau n'est pas (encore ?) programmé pour concevoir cela.

 

Mais, à mon avis, la mécanique quantique , c'est , pour l'essentiel, ....des maths

Non, c'est avant tout de la physique. Et un important formalisme mathématique, inhérent à l'approche de cette réalité physique qui nous échappe.

 

et, par exemple, l'intrication , c'est parce que le formalisme mathématique de la MQ PERMET d'écrire la superposition des états...

c'est à dire : les règles que l'on a posé, pour écrire la MQ, permettent d'écrire, sans se contredire, que 2 états peuvent se superposer...

Je n'aime pas cette façon de présenter les choses, qui laisse supposer que l'intrication est un artefact mathématique. L'intrication est une réalité physique, mais que nous ne parvenons à déceler qu'avec notre sens mathématique.

 

C'est le problème de la physique quantique, elle donne les solutions mais elle ne dit pas pourquoi ça fait ça.

 

Bien au contraire, la physique quantique a une portée explicative bien plus forte que la physique classique. Il n'y a pas plus explicatif et plus précis sur le rayonnement électromagnétique que la QED, les liaisons chimiques n'ont reçu d'explication précises qu'avec les modéles quantiques d'atomes, les "forces" (faibles, fortes, électromagnétiques) sont expliquées avec précision par des échanges de particules vecteurs des interactions....

 

Le problème, c'est qu'on a du mal à comprendre ce qu'elle nous explique.

 

Notamment les bribes qu'elle nous dévoile sur la nature du temps et de l'espace...

[ArthurDent]

Merci pour cette référence Dodgson.

Sinon, pour reprendre les propos de Jeff:

Des gens comme T'Hooft qui ont une théorie (je ne l'ai pas comprise, ArthurDent en avait parlé), à base de thermodynamique, qui permet de renouer avec le déterminisme et le réalisme einsteinien.

 

De sombres hypothèses à base d'univers multiples, de particules fantômes, ou de particules qui vont à rebrousse temps...

 

A mon avis (mais c'est mon avis), il s'agit là de combats d'arrière-garde de ceux pour qui il est inimaginable que la réalité "en soi", qui ne nous est accessible que partiellement, par les phénomènes auxquels nous sommes sensibles, soit totalment en dehors de nos catégories conceptuelles d'espace et de temps.

 

 

Tu fais sans doute référence à l' approche décrite ici (entre autre) :

http://arxiv.org/PS_cache/quant-ph/pdf/0212/0212095v1.pdf

Je n' en ai pas la même lecture que toi, sur plusieurs points :

 

1) Ce n' est pas une théorie, c' est plutôt un axe de réflexion pour étendre le domaine d' application de la physique quantique;

 

2) Les univers multiples, particules fantômes, ou particules qui vont à rebrousse-temps, n' y jouent aucun rôle (ou plutôt le même rôle qu' en physique quantique "normale").

 

3) Selon cette approche, la "réalité en soi" (jargon philosophique dénué de définition claire, que j'identifie pour des raisons de clarté dans ce contexte à la description de ce que t'Hooft appelle les états ontologiques de la {future, hypothétique} théorie dont il est question, autrement dit les états mesurables à l' échelle de Planck) est déconnectée des catégories "espace" et "temps" puisque les lois physiques qui les régissent à cette échelle, si on les exprime dans le formalisme "classique" de la QFT, sont comme l' écrit t'Hooft non locales et acausales

A quantum state is defined to be an equivalence class of states which all have the

same distant future. This definition is non-local and acausal, which implies that,

if we would attempt to describe everything that happens purely in conventional

quantum mechanical terms, such as what is done in superstring theories, locality

and even causality will seem to be absent at the Planck scale.

 

Il me semble que c' est une approche non pas d' arrière garde, mais plutôt novatrice, puisqu'elle permettrait, si elle aboutit, de réconcilier le trou noir et l' électron, pour faire court. Ce serait une description plus fine de la QFT (qui deviendrais une approximation à basse énergie de cette théorie) qui aurait le mérite de ne pas être totalement incompatible avec la relativité générale.

Mais c' est très spéculatif, et ça ne constitue en aucun cas une théorie.

[Jeff Hawke]

2) Les univers multiples, particules fantômes, ou particules qui vont à rebrousse-temps, n' y jouent aucun rôle (ou plutôt le même rôle qu' en physique quantique "normale").

OK, confusion due à une présentation ambigüe de mon post, je ne rattachais pas les histoires d'univers multiples à T'Hooft, je listais les différentes alternatives au rejet de la non-localité en réponse à Smith.

 

3) Selon cette approche, la "réalité en soi" (jargon philosophique dénué de définition claire

Arrête, ce concept est parfaitement défini en philosophie, depuis Kant. Ce n'est pas du jargon.

 

que j'identifie pour des raisons de clarté dans ce contexte à la description de ce que t'Hooft appelle les états ontologiques de la {future, hypothétique} théorie dont il est question, autrement dit les états mesurables à l' échelle de Planck) est déconnectée des catégories "espace" et "temps" puisque les lois physiques qui les régissent à cette échelle, si on les exprime dans le formalisme "classique" de la QFT, sont comme l' écrit t'Hooft non locales et acausales

D'accord. Je n'avais effectivement pas compris l'approche de T'Hooft.

 

Avec les états mesurables à l'échelle de Planck, on n'est peut-être pas encore à la "réalité en soi", mais on s'en approche.

[bb98]

Vous voulez sans doute dire "Mécanique quantique, tomes 1 et 2", de Claude Cohen-Tannoudji, Bernard Diu et Franck Laloë ? Je ne me souviens pas d'y avoir vu grand chose sur l'intrication et les inégalités de Bell (il est vrai que mes éditions datent de 1977 et 1986).

 

 

 

Dodgson

 

Sans doute, sans doute..

mais avant d'attaquer Bell ou l'intrication, les bases de la MQ sont...un peu utiles et là, Cohen Tannoudji sont ..commodes

 

bonnes lectures

[bb98]

Pour moi, ce n'est pas tout à fait ça. On sait ce qu'est un photon : C'est un quanton, c'est à dire une particule qui a des propriétés "ondulatoires" (non localité, interférence). Le problème, c'est que notre cerveau n'est pas (encore ?) programmé pour concevoir cela.

 

Non, c'est avant tout de la physique. Et un important formalisme mathématique, inhérent à l'approche de cette réalité physique qui nous échappe.

 

 

Je n'aime pas cette façon de présenter les choses, qui laisse supposer que l'intrication est un artefact mathématique. L'intrication est une réalité physique, mais que nous ne parvenons à déceler qu'avec notre sens mathématique.

 

 

 

Bien au contraire, la physique quantique a une portée explicative bien plus forte que la physique classique. Il n'y a pas plus explicatif et plus précis sur le rayonnement électromagnétique que la QED, les liaisons chimiques n'ont reçu d'explication précises qu'avec les modéles quantiques d'atomes, les "forces" (faibles, fortes, électromagnétiques) sont expliquées avec précision par des échanges de particules vecteurs des interactions....

 

Le problème, c'est qu'on a du mal à comprendre ce qu'elle nous explique.

 

Notamment les bribes qu'elle nous dévoile sur la nature du temps et de l'espace...

 

 

héhéh

eh bien , pour moi, non

SEUL le formalisme mathématique permet de ne pas perdre pied

Dans la seule mesure on où reste cohérent et consistant ,, la MQ EST formalisme mathématique

Sinon, avec les mains, ou avec des tentatives naïves pour comprendre "comment ça peut marcher ?" , on ne risque pas de progresser

Mais je comprend qu'on veuille se raccrocher à de la vraie physique : d'ailleurs, comme le dit Aspect : "la MQ ça marche, regardez le laser", donc les générations futures feront, peut être, le lien

[Jeff Hawke]

héhéh

eh bien , pour moi, non

SEUL le formalisme mathématique permet de ne pas perdre pied

Attention, je ne dis pas le contraire. Je dis simplement qu'il ne faut pas croire qu'il s'agit d'une construction abstraite. Le formalisme mathématique nous permet de "voir" ce qui se passe, dans la réalité physique (même si on ne le "comprend" pas, parce que l'on n'a pas le langage et les concepts).

[christel]

le tricot y a que ça de vrai moi j'vous l'dit

enfin surement quand on sait tricoter !!

 

je vais arrêter là mes investigations en physique quantique car pour moi, tout cela est très abstrait, trop même

merci à vous tous, je vous laisse continuer sans moi

[Leimury]

j'essaye de comprendre un peu la physique quantique et tout ce tintouin, n'ayant pas de formation de ce genre

 

Bonjour,

 

J'ai la même démarche que toi sur la relativité et les particules.

C'est quoi exactement un quark ou un photon ?

La représentation par petites boules, c'est bien mais ça montre des limites quant on veut aller plus loin.

Là, l'imagerie colle plus, on est bien obligé de poser des formules.

 

Plus c'est compliqué et plus la vulgarisation s'éloigne.

C'est pas plus utile qu'un épisode de stargate ou on voit les réplicateurs accélérés ou ralentis par une machine qui manipule la gravité.

 

J'ai fini par aller voir à la bibliothèque municipale.

Qu'est ce que j'ai trouvé ?

Relativité restreinte et générale d'Albert Einstein.

Là, j'ai vu que j'avais des lacunes sur les ondes et je ferrais mieux d'étudier un peu Planck qui est cité en référence.

N'empêche, aller joyeusement d'équations sur les ondes vers des équations de mouvement, j'étais content comme un bébé qui agite son hochet et comprend ça fait du bruit

 

La relativité illustrée, ça fait gamin mais j'y ai appris qu'on sépare les notions d'inertie et masse.

Concept étrange et pas évident à appréhender d'instinct.

 

Le problème de ces domaines, c'est la fiabilité des sources.

J'aime bien par exemple quant on me parle de la prise en compte de l'effet relativiste dans les GPS; c'est du concret qui sert.

J'ai beaucoup de mal avec des choses moins vérifiables.

 

Même les physiciens pointus peuvent avoir des surprises.

Dans un des reportages bien faits sur les premiers instants de l'univers, on voit qu'ils s'attendaient à trouver un gaz mais l'expérience à montré une soupe de quarks.

 

En autodidacte, tu te retrouves dans des impasses, un rat dans un labyrinthe.

On perd du temps et on fait des détours mais on apprend pas mal de choses.

 

Les reportages, y'en a un sur 5 de correct.

Les conférences, bonne chance quant on part de zero.

Les bouquins en boutique, c'est comme le C++ dans les années 80.

Un de correct sur 17.

 

La bibliothèque, c'est ballot, gratuit, et c'est souvent bien plus fourni qu'on ne l'aurait pensé.

 

Dommage de laisser tomber juste parce que tu n'as pas encore trouvé l'entrée.

Une fois que tu auras ton premier bout de fromage, ça ira mieux.

 

Bon ciel

[christel]

me connaissant, je ne vais pas laisser tomber mais me débrouiller autrement car là c'est trop théorique pour moi

 

c'est couillon mais pour mieux intégrer cette matière déjà pas évidente, j'ai besoin d'applications concrètes pour me représenter les choses

 

là, à vous lire, j'ai l'impression d'une discussion entre théoriciens et là je décroche forcément et du coup je me sens "bétaude" parce que j'ai du mal... je sais que le ridicule ne tue pas mais bon c'est pas une raison pour en abuser

[Pierredelune]

me connaissant, je ne vais pas laisser tomber mais me débrouiller autrement car là c'est trop théorique pour moi

 

c'est couillon mais pour mieux intégrer cette matière déjà pas évidente, j'ai besoin d'applications concrètes pour me représenter les choses

 

là, à vous lire, j'ai l'impression d'une discussion entre théoriciens et là je décroche forcément et du coup je me sens "bétaude" parce que j'ai du mal... je sais que le ridicule ne tue pas mais bon c'est pas une raison pour en abuser

 

...Il me souvient d'une série documentaire de la BBC, adaptée en français et diffusée sur Arte il y a quelques années, qui était très bien faite et accessible au profane.

Malheureusement, j'ai oublié le titre...

[Snark]

Pour moi, ce n'est pas tout à fait ça. On sait ce qu'est un photon : C'est un quanton, c'est à dire une particule qui a des propriétés "ondulatoires" (non localité, interférence). Le problème, c'est que notre cerveau n'est pas (encore ?) programmé pour concevoir cela.

 

Toutes les particules possèdent ces propriétés ondulatoires, n'oublions pas non plus, soit dit en passant, que le photon n'est pas une particule comme celles dont nous sommes constitués, c'est un boson.

 

Bien au contraire, la physique quantique a une portée explicative bien plus forte que la physique classique. Il n'y a pas plus explicatif et plus précis sur le rayonnement électromagnétique que la QED, les liaisons chimiques n'ont reçu d'explication précises qu'avec les modéles quantiques d'atomes, les "forces" (faibles, fortes, électromagnétiques) sont expliquées avec précision par des échanges de particules vecteurs des interactions....

Je ne serais pas aussi affirmatif.

 

Un exemple:l'interaction entre deux particules chargées se fait par l'échange d'un photon. Bon, très bien, mais d'où vient ce photon ? Si il a été émis par une des deux particules, pourquoi celle-là et pas l'autre ?

 

Le photon échangé doit être différent pour des particules de même signe que pour des particules de signe contraire (le spin peut-être ?).

 

Bref, tout ça est loin d'être limpide, et j'ai quand même l'impression qu'on reste dans un certain flou artistique pour ne pas utiliser le mot "incertitude".