Physique pour non spécialistes (2024, séance 12b)

Cours de Physique pour non spécialistes du Master LOPHISS (Histoire et Philosophie des Sciences). Université Paris Cité, Année 2023-2024, par Étienne Parizot
Séance 12b, 23 avril 2024
Introduction à la Physique quantique (suite et fin)
- Paradoxe E.P.R. (Einstein, Podolsky, Rosen)
- Continuité et déterminisme vs. discontinuité et aléatoire
- Variables cachées, réalisme et localité
- États d'un système composé de deux sous-systèmes
- Corrélations entre mesures aléatoires
- Inégalités de Bell, expériences d'Alain Aspect
- Intrication
- Everett et les many-worlds (ou many-minds ?)
- Mesure et intrication
- Perception et réalité classique

[@philipperoche2577]

Votre cours est passionnant de bout en bout. Je ne saurais assez vous en remercier, moi qui, bachelier en 1970, ai été éduqué avec les notions de dualité onde-corpuscule et de contradiction apparente entre extrêmement rapide et infiniment petit. Mon professeur de physique de l'époque reste néanmoins un héros à mes yeux pour tout ce qu'il m'a permis de découvrir. Cela étant dit, si un étudiant vous interroge en permanence sur des notions que vous n'avez pas encore eu le temps d'exposer, pourquoi ne serait-il pas chargé de faire le cours à votre place ? Sans les interventions incessantes de cet élément, "l'évolution du système" aurait été beaucoup moins perturbée, et sa trajectoire aurait pu tangenter l'infini, qui sait ?

[@jcduval1511]

Bravo et merci !

[@fredericharmand]

De mon point de vue , l'erreur se situe dès 18:08 au niveau de l'interprétation de la mesure, Une mesure n'est pas juste une projection d'un état sur un état propre du système de mesure, c'est une projection *suivie de* une détection or *une détection est le résultat d'un processus Non Linéaire irréversible* qui détruit la fonction d'onde. une fois la mesure obtenue , on ne peut plus faire d'opération linéaire dessus et c'est irréversible, on ne peut reconstituer l'état du syst avec une mesure. Ceci est omis dans la plupart des bouquins de ref de MQ comme le Cohen Tannoudji. Le Cohen Tannoudji comme beaucoup de physiciens théoriciens considère qu'une mesure est juste une projection, c'est une erreur fatale qui conduit à des absurdités. A partir de ce que je viens de dire alors on réalise que les expériences de Aspect ne font pas de mesures binaires aux bornes du polariseurs comme dit ici 42:45, *ces expériences ne font pas la corrélation des mesures binaires +/-1 faites aux bornes des polariseurs* , il n'est donc pas dans le cas énoncé par Bell pour démontrer ses inégalités, ce n'est pas ce qui est fait par Aspect. Dans le cas des expériences d'Aspect , Alice et Bob font effectivement des opérations linéaires de projections des fonctions d'ondes sur les axes propres de leur polariseurs respectifs mais ils ne font pas de détection donc pas de mesures, en revanche les opérations de détection sont faites localement en sortie du corrélateur ou circuit de coïncidences dans lequel sont injectés les signaux ou fonction d'onde , c'est donc très localement que sont finalisées les mesures après détection aux bornes du corrélateur et non aux bornes des polariseurs. voir aussi la video kzbin.info/www/bejne/Z4bQnZKcob-nbcU Je ne sais pas si je me suis fait comprendre... Voyez ce que dit aussi la physicienne Sabine Hossenfelder , she is on the right track! kzbin.infoa3f0qDIUwww

[@williamcapaln8438]

bonjour , vous dites que Alice est intriquée au système comme Bob et que cela forme un tout dans un état déterminé , donc il n'y a pas de réduction dans la mesure et le Monde se sépare , j'ai bien compris mais Alice et Bob sont des structure macroscopiques formées de milliards de milliards .. d'atomes et l'intrication n' est valable que pour des systèmes de particules ? comment des systèmes macroscopiques comme Alice et Bob peuvent être intriqués à des systèmes microscopiques comme une paire de photons par exemple ? J'ai entendu parler de la décohérence pour des systèmes macroscopiques , est ce que cela a un rapport avec votre exemple d'Alice et Bob ? ou pas du tout ? Merci

[@EtienneParizot]

Bonjour. Le phénomène d'intrication est en fait une conséquence élémentaire de la structure de l'espace des états d'un système physique quelconque. Parmi les états d'un système composé de deux sous-systèmes, il existe des états (qui sont en fait largement majoritaires !) pour lesquels il n'est pas possible de désigner l'état de chaque sous-système individuellement. Ceci est vrai pour deux particules, et ça l'est _a fortiori_ pour des systèmes plus complexes, composés d'un plus grand nombre de particules (ou sous-systèmes). Ainsi, il n'y a aucun obstacle à ce qu'Alice ou Bob soient intriqués avec l'objet qu'ils mesurent, et en fait avec tout leur environnement. C'est effectivement cela, la décohérence : il s'agit de l'intrication avec l'environnement. Ainsi, contrairement à ce qui est parfois dit de manière erronée, la décohérence n'explique pas la "réduction du paquet d'onde" (et ne prétend pas le faire : elle ne s'attaque pas à cette question, mais au problème qu'on peut nommer le problème de la base privilégiée). La décohérence ne peut être utilisée pour "désintriquer" un système : au contraire, c'est sur le phénomène d'intrication (avec l'environnement) qu'elle s'appuie.

[@williamcapaln8438]

@@EtienneParizot merci beaucoup pour votre réponse mais ça reste assez époustouflant . Je voudrais savoir si j'ai bien compris , donc si on considère un système de milliards de milliards .... de particules intriquées , après une mesure sur l'un des éléments du système global (par exemple le système Bob + la particule qu'il mesure + son pareil de mesure + son environnement + Alice ) , ce système reste en superpositions d'états ? Bob a juste réalisé sa mesure , Alice en est témoin et confirme mais tout reste superposé ?

[@EtienneParizot]

@@williamcapaln8438 Oui, mais attention au mot "superposé". Le système n'est pas en "superposition" d'états : il est dans un certain état, tout naturellement. Comme avant la mesure. Comme à chaque instant. Ce qui se produit, c'est une intrication. L'état global du système est un état comme un autre, mais dans cet état, il n'y a pas d'état bien défini pour les sous-systèmes qu'on souhaite identifier comme des composantes bien définies de ce système. Mais comme je l'avais souligné dès les premiers cours, la notion de système et de sous-système est loin d'aller de soi. On fait comme si c'était une évidence, mais il n'en est rien, et la Physique quantique vient justement nous rappeler qu'un découpage de la réalité physique en sous-systèmes auxquels on pourrait constamment attribuer un état bien défini est une illusion. C'est notre perception du monde qui crée cette illusion. Mais le fait est qu'elle fonctionne bien, et donne lieu à une représentation du monde qui nous paraît si naturelle et si solide qu'un simple rappel de l'immense simplification qu'elle induit dans l'état du monde finit par nous heurter. Mais c'est plutôt cette simplification, perçue comme un monde (avec l'identification de sous-systèmes au sein du monde) qui est fondamentalement mystérieuse.

[@williamcapaln8438]

​@@EtienneParizot Bonjour , le "problème" (si j'ai bien compris le sens de votre réponse) c'est que (selon ce que je comprends) nous nous croyons être indépendants du Monde et des phénomènes que nous étudions alors que nous ne pouvons pas être séparés ou nous extraire physiquement des phénomènes ou des systèmes que nous cherchons à comprendre (et c'est pourtant la démarche scientifique de départ ) . Il n'y a pas l'homme expérimentateur et observateur de la nature mais la nature dans laquelle nous sommes englobés et dont nous ne pouvons pas être un observateur absolu et neutre , il n'y a pas la perception et (exclusif) l'objet perçu mais un mélange des deux qu'on ne peut séparer ni appréhender . Merci beaucoup pour vos cours et vos réponses , je suis vos vidéos et c'est passionnant , merci encore c'est très rare que des physiciens abordent ces sujets avec autant d'intelligence et de passion et de pédagogie et cette passion vous la transmettez merveilleusement bien . 🙂

[@nolanr1400]

Je me demande jusqu'à quel point le théorème de Bell est vraiment valide. D'une part, (selon Sabine Hossenfelder...) il est bâti sur une hypothèse d'indépendance statistique qui serait discutable ? Et d'autre part John Bell lui-même reconnaissait en 1983 que s'il n'y a pas de libre arbitre, la question de l'action supraliminale à distance, ne se pose plus. Et que donc son fameux théorème présuppose le libre arbitre. Le hic étant que l'existence du libre arbitre est une hypothèse toute gratuite, probablement fausse,ce qui me semble restreindre gravement la validité de son théorème ? Mais bon... théorème ratifié par des prix Nobel donc j'ai forcément tort.

[@EtienneParizot]

En effet, sans libre-arbitre - et en l'occurence sans la possibilité de réaliser les expériences qu'on veut - on ne peut réfuter la possibilité que les expériences que l'on fait (et que l'on ne choisit donc pas) se trouvent être seulement certaines expériences particulières qui conduisent à certains résultats particuliers, qui ont l'air de dire quelque chose de général, mais qui n'est pas du tout général et qui pourrait être contredit par d'autres expériences qu'on n'a justement pas pu faire parce qu'on n'avait pas le choix… Bref, il n'est pas inintéressant de jouer avec ce genre d'idées, mais s'en servir de manière sélective pour tenter de sauver des principes philosophiques arbitraires auxquels on se trouve attaché n'est pas forcément ce qu'on peut faire de mieux. Cela dit, s'il n'y a pas de libre-arbitre, alors de toute façon, quoi que l'on pense, il n'y a aucun sens à y donner, puisqu'on ne fait que penser ce qui est pensé et ne pouvait pas ne pas être pensé, et l'action même de la pensée devient aussi vaine qu'insignifiante, tout comme le fait d'en parler et de l'écrire dans un commentaire sur KZbin ou d'y répondre, etc. Tout ça pour dire que si, comme vous le dites, "l'existence du libre arbitre est une hypothèse toute gratuite, probablement fausse", alors cela ne fait pas que "restreindre gravement la validité du théorème de Bell". Cela restreint la validité de bien d'autres choses ! Et le théorème de Bell n'est plus que le cadet de nos soucis… 😉