• Problème de la mesure

  • 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.
 #26830  par G-Deon
 
Bonjour,

Comment peut-on affirmer qu'un photon passe de l'état d'onde à celui de particule lorsqu'on se met à l'observer, puisque sans l'observer nous ne savons pas qu'elle nature il a. Dans ce cas, comment mesurer le changement d'état? Si nous affirmons qu'il est onde avant d'être mesuré, comment l'affirme-t-on?

Merci pour vos lumières ;)
 #26913  par bongo
 
On ne l’affirme pas, on interprète des expériences, notamment des fentes de Young. La figure d’interférence ne peut s’expliquer que par la nature ondulatoire de la lumière.

Image

Image
 #26923  par G-Deon
 
Merci Bongo. En effet, la double fente nous permet d'interpréter ce que l'on observe au moment où on l'observe. Mais comment peut-on oser officiellement, interpréter qu'il y a un "changement de comportement" au moment où on mesure, si on ne mesure pas avant ?
J'imagine que nous utilisons des procédés différents pour mesurer une onde ou une particule, la mesure n'est donc pas faite avec les mêmes instruments, ni au même moment.
Du coup, cette interprétation me fait un peu penser à de la supposition.

En fait, que se passe-t-il si on mesure ondes et particules en même temps au niveau des mêmes photons ? Détectons-nous les ondes sur l'appareil qui mesure les ondes et des particules sur celui qui mesure les particules ? ou ne voyons-nous que de l'ondulatoire ou que des particules ? ou encore, voyons-nous ce que nous nous sommes "préparés" à voir ?

C'est le fait de prendre la mesure avec deux dispositifs différents qui je trouve est dérangeant.
Mesurer un espace en km avec un comme appareil un mètre, donnera une autre interprétation du même espace s'il est mesuré en parallèle en miles. L'espace sera le même, mais si nous ne connaissons pas le fait qu'il soit possible d'interpréter la chose en deux unités distinctes, il existera alors deux interprétations sans corrélation apparente entre les deux observations. La solution dans ce cas est donc d'établir une unification entre les deux ; la conversion.

Aussi, c'est con mais, une particule est toujours en mouvement vibratoire, elle dégage donc de l'ondulatoire. La différence en onde et particule ne se fait-elle que sur base de la masse ?
 #26933  par bongo
 
Merci Bongo. En effet, la double fente nous permet d'interpréter ce que l'on observe au moment où on l'observe. Mais comment peut-on oser officiellement, interpréter qu'il y a un "changement de comportement" au moment où on mesure, si on ne mesure pas avant ?
Et bien la nature ondulatoire de la lumière ne pose pas de problème depuis les travaux de Huyghens et Fresnel (notamment l’expérience des fentes de Young).
Le problème intervient dès lors que tu diminues l’intensité de la lumière, qui ne peut pas diminuer infiniment, à un moment tu arrives à un quantum de lumière (c’est un photon ou rien). En d’autres termes, tu ne peux pas diminuer l’amplitude de l’onde électromagnétique à souhait. Donc l’aspect corpusculaire intervient. De plus, quand tu examines l’interaction de la lumière avec la matière (notamment des chocs avec les électrons, l’effet photoélectrique), tu dois considérer le photon comme une particule douée d’une masse et d’une quantité de mouvement.

Donc dans l’expérience des fentes de Young, l’aspect ondulatoire ne pose aucun problème. En effet, les zones lumineuses sont les ondes où les amplitudes des deux ondes sont minimales ou maximales. Les zones sombres sont des zones où des amplitudes maximales rencontrent des amplitudes minimales.

Lorsque tu baisses l’intensité de la lumière de sorte qu’un seul photon passe à la fois, tu observes un impact, comme si c’était une bille.

La théorie montre qu’il est possible de décrire la probabilité de trouver le photon sur telle ou telle zone sur l’écran. Lorsque l’on observe le photon, une seule des possibilités est réalisée.
J'imagine que nous utilisons des procédés différents pour mesurer une onde ou une particule, la mesure n'est donc pas faite avec les mêmes instruments, ni au même moment.
Du coup, cette interprétation me fait un peu penser à de la supposition.
Je ne sais pas ce que tu entends par mesurer une onde et mesurer une particule. Comme je te l’ai dit plus haut, la lumière présente un comportement à la fois ondulatoire et corpusculaire (interférence + effet photo électrique).
En fait, que se passe-t-il si on mesure ondes et particules en même temps au niveau des mêmes photons ? Détectons-nous les ondes sur l'appareil qui mesure les ondes et des particules sur celui qui mesure les particules ? ou ne voyons-nous que de l'ondulatoire ou que des particules ? ou encore, voyons-nous ce que nous nous sommes "préparés" à voir ?
On ne peut pas avoir un appareil qui nous dise : onde ou corpuscule.
Une onde est avant tout une modélisation par le physicien, de même pour un corpuscule.
Une particule est localisée dans l’espace. Donc dans l’expérience des fentes de Young, on observe effectivement le point d’impact du photon. Cependant si on essaie de voir par quel trou passe le photon, l’on perd la figure d’interférence.
C'est le fait de prendre la mesure avec deux dispositifs différents qui je trouve est dérangeant.
Mesurer un espace en km avec un comme appareil un mètre, donnera une autre interprétation du même espace s'il est mesuré en parallèle en miles. L'espace sera le même, mais si nous ne connaissons pas le fait qu'il soit possible d'interpréter la chose en deux unités distinctes, il existera alors deux interprétations sans corrélation apparente entre les deux observations. La solution dans ce cas est donc d'établir une unification entre les deux ; la conversion.

Aussi, c'est con mais, une particule est toujours en mouvement vibratoire, elle dégage donc de l'ondulatoire. La différence en onde et particule ne se fait-elle que sur base de la masse ?
C’est loin d’être aussi simple. Une particule est localisée dans l’espace et le temps, et a une énergie et une quantité de mouvement. Alors qu’une onde est caractérisée par une fréquence et une longueur d’onde, et en général est étendue dans l’espace.
C’est pourquoi les relations de De Broglie permettent de faire une passerelle entre ces deux concepts.
 #26971  par G-Deon
 
Encore merci pour ces explications Bongo.
Penses-tu que le regard puisse créer une sorte d'interférence avec certaines matières tels que les photons ? Sans pour autant tomber dans l’ésotérisme...
 #26975  par bongo
 
Je ne sais pas ce que tu entends par interférence, mais le regard, c'est un capteur que tu dirige dans une direction. L'oeil est un capteur de lumière.

Si ta question est : en orientant le regard, est-ce qu'on perturbe un système physique. La réponse est en fait ancrée dans le débat Einstein/Bohr, ou réalisme/instrumentalisme.
Est-ce qu'il existe une réalité indépendante de notre observation ? Ou bien est-ce que ce que l'on sait de la réalité se borne à ce que l'on peut mesurer.

On sait que la mécanique quantique répond à la question par l'instrumentalisme. Je pense que tu peux lire ces pages :
- paradoxe EPR
- Inégalité de Bell
- Inégalité de Leggett

Selon la mécanique quantique, le fait d'observer provoque un effondrement de la fonction d'onde qui est un postulat de la mécanique quantique, les physiciens ont essayé de déduire cela des autres postulats de la mécanique quantique, cela est développé dans la théorie de la décohérence quantique.
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
  • 7