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 Expérience des fentes de Young et intrication

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L'initié
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MessageSujet: Expérience des fentes de Young et intrication   Ven 2 Mai 2014 - 11:14



Dernière édition par Alaka le Ven 17 Oct 2014 - 10:13, édité 1 fois (Raison : Modification du titre sur demande de l'auteur.)
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domi35
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MessageSujet: Re: Expérience des fentes de Young et intrication   Ven 2 Mai 2014 - 11:22

:smitten) 
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Mazzel
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MessageSujet: Re: Expérience des fentes de Young et intrication   Mer 17 Sep 2014 - 5:29

Cet extrait est issu de Que sait-on vraiment de la réalité ?, un documentaire-fiction que je trouve philosophiquement intéressant, bien qu'un peu trop sensationnel et scientifiquement peu sérieux. Ce n'est que mon avis.

Avec humour, le Dr Quantum tente de traverser un mur mais échoue. Bien que le corps humain soit fait de quantons, il ne se comporte pas comme tel et la probabilité que le Dr Quantum franchisse le mur par effet tunnel était égale à zéro, pour un quanton c'est le quotidien. Si un individu peut franchir une porte, ce n'est pas le cas pour une foule.

A notre échelle les effets quantiques ne sont certes pas détruits mais imperceptibles. Une bonne analogie pour se représenter la différence entre microcosme et macrocosme serait le comportement d'un individu et celui d'une foule. Ainsi la physique quantique décrit le comportement d'un tout petit système physique, comme un individu, et la physique classique décrit celui d'une foule de quelques milliards d'individu, une gigantesque foule.

Le Dr Quantum nous dit : ce qu'on apprend à l'école n'est pas l'exacte vérité.
Nous apprenons dès le collège que les molécules sont composés d'atomes (eux-mêmes composés de particules) qu'on représente comme des petits billes de matière accolées les unes aux autres. La physique quantique nous dit que ce modèle est clairement une approximation. Les atomes et les particules ne sont pas des petites billes de matière classique, le monde n'est pas constitué de petits morceaux de matière, de corps solides assemblés les uns aux autres. Il est constitué de quantons. On peut employer le mot particule (à laquelle est associée une onde de probabilité) mais quand il s'agit de décrire une expérience comme celle des fentes de Young, le mot particule et l'image de la petite bille de matière ne sont plus représentatifs du phénomène.

L'expérience des fentes de Young est incontournable et met en évidence la dualité onde/corpuscule de la matière et de la lumière. Cette dernière est-elle vague et/ou caillou ? La question même en physique demeure ouverte. Pour ma part je répondrais que particule et onde bien que de nature opposée et contradictoire sont deux comportement complémentaires et la projection d'un seul et même objet, un quanton, vu de deux manières ou angles différents. En somme, un quanton se comporte comme une onde ou une particule selon les instruments de mesure et le contexte de l'expérience.

Le Dr Quantum dit que l'électron part comme une particule. C'est faux, il part comme une onde. S'il partait comme une particule, il n'y aurait pas de figures d'interférences. Le Dr Quantum aurait dû dire, l'électron part comme une onde, passe par les deux fentes et interfèrent avec lui-même.

La particule passe par une fente, par l'autre, par aucune, toutes les possibilités seraient superposées. Ces propos tenus par le Dr Quantum sont de nouveau incorrects car l'électron passe par les deux fentes comme une onde. C'est le problème d'imaginer une particule comme une petite bille de matière qui se dédoublerait. Une particule est un état ponctuel, résultant de l'interaction entre un quanton et un appareil de mesure (l'oeil dans l'animation.) Selon l'interprétation standard, celle de Copenhague, l'appareil de mesure est un objet macroscopique qui réduit les effets quantiques. La fonction de vague n'est pas détruite mais simplement réduite. On ne peut pas approcher un appareil de mesure d'un quanton sans le perturber, et à jamais le perturber car l'information dû à l'interaction avec l'appareil sera conservé et offrira d'autres possibilités.

Je reviendrai peut-être un peu plus tard sur l'intrication quantique qui est un phénomène extraordinaire et qui en science réfuta toutes les théories à variables locales. Je ne pense choqué personne en écrivant que l'univers est un endroit très étrange et mystérieux.

Portez-vous bien.
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kodari
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MessageSujet: Re: Expérience des fentes de Young et intrication   Mer 17 Sep 2014 - 12:33

Merci Mazzel pour ce commentaire passionnant. Nous sommes presque voisin puisque je suis des deux-sèvres et je te souhaite bon vent. Le phare du bout du monde n'est pas si loin que ça...
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MessageSujet: Re: Expérience des fentes de Young et intrication   Mer 17 Sep 2014 - 12:47

C'est super bien expliqué mazzel :171878[1]
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Totem
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MessageSujet: Re: Expérience des fentes de Young et intrication   Mer 17 Sep 2014 - 13:04

@Mazzel a écrit:


Je ne pense choqué personne en écrivant que l'univers est un endroit très étrange et mystérieux.


Oh que non.... :jap:
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L'initié
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MessageSujet: Re: Expérience des fentes de Young et intrication   Mer 17 Sep 2014 - 19:38

Merci pour l'éclairage Mazzel
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Mazzel
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MessageSujet: Re: Expérience des fentes de Young et intrication   Jeu 18 Sep 2014 - 16:53

Salut, merci pour vos réponses. J'imagine que les personnes s'intéressant à la physique quantique connaissent l'intrication, je me permet de le résumer pour ceux qui ne connaissent pas, tout en donnant suite à ce sujet proposé par l'Initié. Cela dit, ça fait quelques temps que je n'ai pas écris ou lu sur la physique quantique alors j'espère ce message sur l'intrication assez communicatif, ce dont je ne suis pas sûr. Bref, essayons.
Je pense conclure sur une spéculation qui me plaît et qui est présente dans l'animation.

En physique quantique, en dehors de la mesure, l'évolution d'un quanton est décrite par une fonction d'onde. Dès que l'on mesure une grandeur avec un détecteur, la fonction d'onde se réduit à un état défini comme par exemple une position ou un spin.

Si on prend deux quantons, A et B, chacun sera décrit par une fonction d'onde, cependant s'ils interagissent, par exemple en échangeant de l'information, ils seront alors intriqués et ne pourront plus être représentés comme deux quantons mais formeront un couple décrit par une seule fonction d'onde. En somme, chatouiller l'un fera rire l'autre.

Il va de soi que si on effectue une mesure sur un des quantons, la fonction d'onde se réduira pour les deux. Si un physicien cherche à connaître la position de A, B se verra également attribué une position.

Ce n'est pas plus compliqué, les quantons forment alors un système indivisible. L'autre fait étonnant de l'intrication est d'être instantanée et ce quelque soit la distance qui sépare les deux objets.

Si on prend le quanton B et l'envoyons (imaginons) à des milliards d'années-lumière, et que nous effectuons une mesure pour connaître la position de A, B se verra attribuer une position et cela instantanément comme si les milliards d'années-lumière séparant les deux objets n'existaient pas.

C'est un peu comme une action à distance, sans que soit violé le principe de causalité car aucun signal ne peut être envoyé par le biais de l'intrication et le résultat est de toute façon aléatoire.

L'intrication n'est pas expliquée et demeure très mystérieuse, on ne sait pas si la nature utilise cette étonnante propriété quantique. Quand des quantons interagissent, ils ne peuvent plus être décrit comme deux objets séparés mais comme un seul, et ce pour l'éternité.

Mais lors du Big Bang tous les quantons n'ont-ils pas interagi ? Toute la matière ne provient-elle pas de la même "source" ? Il se pourrait ainsi que l'univers puisse être décrit par une fonction d'onde d'une complexité certes inouïe tout en étant indivisible.


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Mazzel
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MessageSujet: Re: Expérience des fentes de Young et intrication   Jeu 16 Oct 2014 - 9:40

A la fin du XIXe siècle, les physiciens pensaient avoir tout compris du monde physique, hormis deux petits problèmes, l'un concernant la catastrophe ultraviolette et l'autre l'effet photoélectrique.
Le premier mena Max Planck à faire l'hypothèse des quantas, et le second mena Albert Einstein à postuler à l'existence des photons. Ces deux petits problèmes ont conduit à la plus grande révolution connue par la science physique, en somme la Mécanique Quantique.

A partir des travaux d'Einstein et du photon, Louis de Broglie en 1924 postulat que, tout comme la lumière, la matière avait aussi un comportement ondulatoire. Son hypothèse fût vérifiée expérimentalement sur des électrons (expérience de diffraction) en 1927 par Clinton Davisson et Lester Germer. Plusieurs expériences ont été répétées avec des atomes et des molécules, si bien que Louis de Broglie, pour son hypothèse, reçu le prix Nobel de physique en 1929.

Ainsi tout comme la lumière, la matière qui constitue notre corps physique, les montagnes, les arbres, les étoiles jusqu'aux nuages de gaz et de poussières, possède ce double comportement ondulatoire et corpusculaire.

Personne ne s'étonne que la matière est un comportement corpusculaire, mais qu'elle puisse se comporter comme une onde est un résultat très surprenant. L'onde est délocalisée, d’extension infinie dans l'espace et le temps, c'est-à-dire qu'elle s'étale et remplit tout l'espace. Elle ne suit pas une trajectoire mais se propage dans toutes les directions. Et il est impossible de la dénombrer ou de la séparer en objet distinct.

Il apparaît que le comportement corpusculaire ou ondulatoire dépend du contexte de l'expérience. Comme si le Tout déterminait la partie. Comme si nous étions face à un « objet » qui se montre selon notre façon de l'observer. Il ne serait ni un corpuscule ni une onde, et ne possèderait aucune grandeur physique. Toute grandeur ou comportement serait induit par l'expérience et les appareils de mesure, si bien que l'objet en soi serait inconnaissable.

Par cet aspect, la physique quantique me semble de la physique kantique. Smile
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