• CONSÉQUENCE DE L'ARRÊT DE L'OBSERVATION QUANTIQUE ?

  • La physique quantique est l'appellation générale d'un ensemble de théories physiques qui s'opposent à celle de physique classique, cette dernière ayant échoué dans la description de l'infiniment petit (atomes, particules) et dans celle de certaines propriétés du rayonnement électromagnétique. La physique quantique comprend : l'ancienne théorie des quanta, les postulats de la mécanique quantique, la mécanique quantique non relativiste, la physique des particules, la physique de la matière condensée, la physique statistique quantique, la chimie quantique, les théories candidates à une description de la gravité quantique.
La physique quantique est l'appellation générale d'un ensemble de théories physiques qui s'opposent à celle de physique classique, cette dernière ayant échoué dans la description de l'infiniment petit (atomes, particules) et dans celle de certaines propriétés du rayonnement électromagnétique. La physique quantique comprend : l'ancienne théorie des quanta, les postulats de la mécanique quantique, la mécanique quantique non relativiste, la physique des particules, la physique de la matière condensée, la physique statistique quantique, la chimie quantique, les théories candidates à une description de la gravité quantique.
 #32065  par Pierre B
 
Bonjour à tous,
comme beaucoup de gens, je suis intrigué par le monde quantique, et vois ci quelques questions que je me pose :

1) Dans le monde quantique, le spin d'un électron est à la fois "up" et "down". Lorsque l'ont fait la mesure, l'observation, on constat qu'il est soit "up" soit "down".
Mais quand, on arrêter de faire la mesure, est-ce qu'il redevient à la fois "up" et "down" ou est-ce qu'il reste dans l'état dans lequel on l'a mesuré ?

2) Comment pratique-t-on une mesure ? Est-ce qu'on envoie un photon ? Ou mesure-t-on le champ induit ? Ou autre ?
Et surtout, est-ce que la manière de mesurer va influencer l'état dans lequel l'électron se trouve ? (je suppose que non, mais le monde quantique est tellement "bizarre" qu'il nous fait tout remettre en question ^^)

3) Au sujet de l'intrication : Apparemment, Niels Bohr disait que la décohérence des états des deux électrons intriquer se fait quand on observe un des deux électrons, et que le premier électron se mettait (par exemple) en "up", et que grâce à une "connexion fantôme" le deuxième électron se mettait en "down" .
Einstein lui pense que c'est impossible, pour lui, les deux électrons prennent leur état respectif au moment où ils se séparaient (ce qui parait plus logique... comme si on prend 2 objets (A et B), que l'on cache dans des boites, une boite se trouve à Paris, une autre à Bruxelles, au moment où on ouvre la boite : si on observe que l'on a l'objet A à Paris, cela veut dire que l'objet B se trouve à Bruxelles => il n'y a pas de connexion fantôme).
Comme ces 2 théories sont impossibles à vérifier, les scientifiques en ont conclu que c'était une question de philosophie.... (un peu facile à mon goût :p)
Plus tard, avec de nouvelles technologies, un chercheur a réussi à démontrer que c'est Bohr qui a raison (déroutant ! :o), malheureusement je ne me souviens plus du nom de ce chercheur.

Ma question est : est-ce que quelqu'un pourrait m'expliquer comment il a fait pour déterminer que c'est Bohr qui a raison ?

4) (Question bonus ^^) Cette question n'a pas vraiment de rapport avec la mécanique quantique, mais je me la pose depuis quelque temps déjà. Quand on prend une charge électrique dans le vide, elle va induire un champ électrique, mais je suppose que ce phénomène n'est pas instantané, que ça va très vite, mais que le champ doit se mettre en place petit à petit...
- Est-ce juste ? Et combien de temps ça prend plus ou moins ?
- Et aussi, vu que rien ne se crée, rien ne se perd, tout se transforme, et vu que la charge électrique induit un champ, est-ce que la charge va perdre quelque chose ? De la masse ? De l'énergie ?
- Et est-ce qu'à partir d'un certain temps (un très très long moment), elle n'aura plus assez de "matière" (ou autre) pour induire ce champ ?


Voilà, j'en ai fini avec mes questions, j’espère que ces questions que je me pose sont pertinentes et intelligentes, mais après tout, il parait qu'il n'y a pas de questions idiotes :).
 #32070  par bongo
 
1)
En fait ça dépend...
Soit tu es dans un cas où l'état est parfaitement déterminé, alors tu peux dire de façon sûre que l'électron a son spin "up".

Ou bien tu es dans un état dont tu ne peux pas dire grand chose, et dans ce cas, l'électron est dans une superposition d'état, "up" et "down" avant l'observation. Dès que tu observes, on parle de réduction du paquet d'onde et le spin de l'électron prend une valeur "up" ou down" et cet état reste de la sorte.

2) Comment pratique-t-on une mesure ? Est-ce qu'on envoie un photon ? Ou mesure-t-on le champ induit ? Ou autre ?
Et surtout, est-ce que la manière de mesurer va influencer l'état dans lequel l'électron se trouve ? (je suppose que non, mais le monde quantique est tellement "bizarre" qu'il nous fait tout remettre en question ^^)
La mesure se fait en appliquant un champ magnétique et en observant comment la trajectoire de l'électron est infléchie, voir les expériences de Stern et Gerlach sur le sujet.
http://fr.wikipedia.org/wiki/Exp%C3%A9r ... et_Gerlach

[youtube]8wS4IOzAhFA[/youtube]

Oui la manière de mesurer va influencer le spin de l'électron. Je rappelle que tu peux mesurer le spin sur 3 directions (x y et z). Si tu mesures le spin sur une des directions, cela perturbe le spin sur les 2 autres directions.
Admettons que tu mesures le spin sur l'axe des x, tu trouves up. Tu peux refaire l'expérience 1 million de fois tu obtiendras up.
Maintenant tu mesures le spin du même électron sur l'axe y, ensuite tu remesures le spin sur l'axe x, et bien tu vas obtenir up ou down avec 50% de chance.

3) une boite se trouve à Paris, une autre à Bruxelles, au moment où on ouvre la boite : si on observe que l'on a l'objet A à Paris, cela veut dire que l'objet B se trouve à Bruxelles => il n'y a pas de connexion fantôme).
Non ce n'est pas exactement cela.
C'est comme si tu demandais à Alice de tirer une boule d'un sac, et à Bernard de tirer l'autre boule d'un sac sans regarder la couleur des boules. Il y a deux boules dans le sac (une noire et une blanche). Tu demandes à Alice et Bernard de se déplacer.

Quand Alice ouvre la main, et voit par exemple la couleur blanche, elle en déduit que la boule dans la main de Bernard est noire. La couleur des boules est corrélées. (C'est tellement banal, que c'est exactement ça).

Einstein dit : Ben... il n'y a rien de mystérieux, la couleur de la boule est déterminée dans la main au moment du tirage au sort. La mécanique quantique dit qu'il y a 50% de chance que la boule soit blanche, et 50% que la boule soit noire se réfugie derrière les statistiques parce qu'elle n'est pas complète.
Bohr dit : Euh... non, avant d'ouvrir la main, la boule était dans un état de superposition quantique blanche/noire, et c'est en ouvrant la main qu'il y a réduction du paquet d'onde.
Comme ces 2 théories sont impossibles à vérifier, les scientifiques en ont conclu que c'était une question de philosophie.... (un peu facile à mon goût :p)
Plus tard, avec de nouvelles technologies, un chercheur a réussi à démontrer que c'est Bohr qui a raison (déroutant ! :o), malheureusement je ne me souviens plus du nom de ce chercheur.
En fait il y a plusieurs chercheurs.
D'abord il y a John Stewart Bell, qui a imaginé une expérience pouvant différencier les deux conceptions. Le raisonnement fait aboutit à une inégalité (inégalité de Bell), et la mécanique quantique viole cette inégalité.

Dans les années 1980, Alain Aspect (à Orsay) fait la manip et démontre que les inégalités de Bell sont violées, de la quantité exacte prédit par la mécanique quantique. Donc exit ce que l'on appelle le réalisme local.

Ensuite dans les années 2000, Leggett imagine d'autres manips, et les inégalités de Leggett sont violées également (donc exit le réalisme non local, à moins d'abandonner le libre-arbitre).
Ma question est : est-ce que quelqu'un pourrait m'expliquer comment il a fait pour déterminer que c'est Bohr qui a raison ?
C'est assez compliqué :
http://fr.wikipedia.org/wiki/In%C3%A9ga ... 9s_de_Bell

Si c'est pas clair, après mes vacances, j'essaierai de rédiger un truc vulgarisé.
Sinon si tu ne peux vraiment pas attendre, achète-toi le livre de Brian Greene : La Magie du Cosmos, il l'explique bien.
4)- Est-ce juste ? Et combien de temps ça prend plus ou moins ?
Oui c'est juste, ça dépend de la distance. L'influence se propage à la vitesse de la lumière.
- Et aussi, vu que rien ne se crée, rien ne se perd, tout se transforme, et vu que la charge électrique induit un champ, est-ce que la charge va perdre quelque chose ? De la masse ? De l'énergie ?
Non elle ne perd rien.
- Et est-ce qu'à partir d'un certain temps (un très très long moment), elle n'aura plus assez de "matière" (ou autre) pour induire ce champ ?
non, le champ est produit par une particule chargée, tout comme le champ de gravitation est produit par la masse.
 #32071  par Pierre B
 
Merci pour toutes ces réponses !

En fait, je fais des études d'ingénieur industrielles en informatique (en Belgique), et j'ai eu un cours de physique et physique moderne, malheureusement ce cours est terminé et je n'en aurais plus, mais j'aimerai bien approfondir le sujet (notamment au sujet des ordinateurs quantiques).

Est-ce que vous avez des ouvrages à me conseiller ?

(J'ai déjà regardé les vidéos de "La magie du cosmos", et je comptais lire le livre de Brian Greene en espérant qu'il aille plus loin dans ses explications. )
 #32111  par bongo
 
Et bien, vous pouvez essayer d'approfondir les idées sur la cryptographie quantique, les inégalités de Bell, et l'algorithme de Shor.
http://fr.arxiv.org/abs/quant-ph/9508027

Il y a un livre paru récemment : L'impensable hasard, de Nicolas Gisin qui est pas mal.
 #32548  par Carle
 
Bonjour,
Dans les années 1980, Alain Aspect (à Orsay) fait la manip et démontre que les inégalités de Bell sont violées


A propos de cette démonstration, il peut être intéressant de lire : And if Bell's inequality were not violated http://dx.doi.org/10.4236/jmp.2014.514137.

Cdlt