Physique quantique et expérience EPR
       

       
         
         

ioul

      Bonjour Albert,

Je trouve, mon très cher Albert, que vous vous avancez beaucoup concernant les résultats des expériences EPR, dans vos précédentes réponses à ce sujet, et vous perdez du coup l'essentiel.

Permettez-moi que je vous mette au parfum des suite de votre paradoxe EPR.

D'abord quelques définitions pour être, d'une part, suivi de tout les lecteurs, d'autre part, de vous mettre au parfum (il s'en ai passé des choses depuis 44! ).

J'appelle par expérience EPR, une expérience (par exemple celle d'Aspect), qui a pour but de montrer expérimentalement les inégalités de Bell.

J'appelle inégalité de Bell, les inégalités que doivent respecter tout ensemble de système (on va dire 2 ), qui partagent des variables cachés (un ensemble de variables totalement aléatoires) par exemple les résultats du tirage du loto (un ensemble de chiffre tirés aléatoirement, pas forcement 7 comme dans le loto, et par forcément des 0 a 49 (bref c'est une image!) ).

Je vous laisse le soin d'expliciter précisément à nos lecteur ce qu'est le paradoxe EPR (le E c'est quand même vous), et vos conclusions.

Néanmoins pour que tout le monde comprenne mon propos, je vais juste résumer l'idée:

Vous avez soulevé le point que les mesures de deux systèmes quantiques dans un état enchevêtré (un état particulier de 2 particules), présentaient des corrélations, ce qui supposerait une interaction à distance entre ces deux particules pour obtenir les dites corrélations, et ce de manière instantané, et du coup c'est la tout le hic, une interaction à distance de manière instantané violerait le principe de la relativité de la vitesse constant de la lumière c. D'ou le paradoxe. En bref vous avez proposé l'idée que si les 2 systèmes (ou particules) partageaient des variables cachées au départ alors on pourrait retrouver les corrélations quantiques, et donc plus de problème d'interaction à distance et tout et tout.

Et donc de conclure que la physique quantique n'était pas complète (elle ne prenait pas en compte les dites variables cachées).

Je sais, c'est vite résumé (à vous de compléter..)

C'est la que environ 20 ans après (dans les année 60) , (quand vous êtes déjà parti voir l'eau de là bas), que J. Bell publie ses fameuses inégalités que doivent respecter les systèmes avec des variables cachées.

Donc du coup votre argument est plus simple à vérifier: ou les systèmes quantiques vérifient les inégalités et vous avez raisons il y a des variables cachées que l'on ne prend pas en compte dans la mécanique quantique, ou les système quantiques NE vérifient pas les inégalités et vous vous êtes planté (c'est pas très grave, ça arrive même au plus grand ;-) !! ), la mécanique quantique n'a pas de variables cachées.

C'est là que 20 ans encore après (milieu des années 80), (et là pour le coup vous mangez les pissenlits par les racines !) on peu faire des expériences pour vérifier si la mécanique quantique vérifie ou non les
inégalités de Bell : Les fameuses expériences EPR sur les inégalités de Bell.

Et la pouf plip plap badaboum! coup dur pour vous, l'expérience a  tranché (et depuis c'est plus que tranché et plus que vérifié):

Vous vous êtes bel et bien bien planté: La mécanique quantique viole les inégalités de Bell !!

Désolé de vous apprendre ça maintenant, enfin pour votre défense, votre
article EPR était un article précurseur, qui prend toute ça signification
aujourd'hui plutôt qu'a votre époque. De plus vous avez le mérite d'avoir pointer du doigt ce problème, et ce paradoxe qui est toujours et encore plus d'actualité.

Donc rien à vous reprocher, si ce n'est d'avoir poussé le bouchon un peu trop loin avec les variables cachées (mais qui ne l'aurait pas fait ? ça  paraissait tellement logique...)

Ceci dit la mécanique quantique (et c'est maintenant un fait plus qu'avéré), viole les inégalités de Bell, et n'est pas en accord avec une théorie avec des variables cachées.

Pour vous rassurer, il n'est pas possible de transmettre de l'information par l'intermédiaire de ces dites corrélations, ce qui sauve le principe de la relativité (de la constance de la vitesse de la lumière). Néanmoins on peux l'utiliser pour téléporter un état quantique d'un endroit à un autre (il faut en plus passer un coup de fil (échanger de l'information)) mais ça marche (ça aussi ça a été fait expérimentalement (y a 8 ans))

Alors la question maintenant est c'est quoi cette foutu interaction à distance si c'est pas de l'information mais qu'on peux faire, quand même, des trucs avec ???

Eh bien c'est une bien bonne question, que tu as semée il y a 70 ans, alors maintenant que t'es au parfum à toi de jouer !!

Dans l'attente, avec impatience, de ta réponse, et de tes réactions.
Reçois mes sincères salutations

Sir Ioul

 

       
         

Albert Einstein

      Cher ami,

Il y a déjà longtemps que j'ai reçu votre lettre. Veuillez me pardonner pour le retard dans la réponse.

Je me suis prononcé plusieurs fois sur Dialogus, concernant l'expérience de Suarez, d'Alain Aspect, et sur la corrélation. J'ai affirmé à plusieurs reprises, lors de nos expériences EPR, que je ne crois pas à l'action instantanée à distance. La physique quantique est une théorie très élégante, mais, pour ma part, incomplète par son impossibilité d'intégrer la gravitation. Je demeure convaincu qu'il existe des variables dites cachées qui pourraient expliquer pourquoi des photons sont corrélés. Je ne crois pas que quiconque puisse arriver à me faire changer d'idée sur ce sujet.
Vous me demandez d'expliciter davantage ce qu'est le paradoxe EPR; voici quelques mots sur le sujet.

Le paradoxe EPR

Si l'équation de Schrödinger est aujourd'hui appliquée par beaucoup de physiciens, dans la nature il faut se faire à l'idée qu'il est exclu de connaître exactement les propriétés d'une particule élémentaire, la localiser par exemple ou déterminer son état quantique avant la mesure. En 1935, moi, Boris Podolsky et Nathan Rosen (EPR) avons publié un article qui jeta un doute sur les fondements de la mécanique quantique. Nous avons fait une expérience de «pensée», connue sous le nom de «paradoxe EPR».

Notre idée consistait à mettre à l'épreuve les relations d'incertitudes de Heisenberg :

«Si, disions-nous, sans perturber aucunement un système nous pouvons prédire avec certitude (c'est-à-dire avec une probabilité égale à l'unité) la valeur d'une quantité physique, alors il existe un élément de réalité physique correspondant à cette quantité physique».

Pour appuyer notre raisonnement, nous avons imaginé une expérience qui consistait à observer les paramètres d'un couple de particules éloignés l'un de l'autre, mis en corrélation au départ. Après une collision initiale, leur masse étant identique, les deux particules s'écartent l'une de l'autre de façon symétrique (loi de conservation de l'impulsion) sans plus jamais interagir. Au départ, nos deux particules sont interdépendantes et donc en corrélation, mais on ne peut pas dire qu'il y ait une interaction entre elles. En effet, en mesurant les paramètres de la première particule (p, q et le spin) nous connaîtrons, selon les principes de la mécanique quantique, l'état de la seconde particule sans avoir à le mesurer et en ne perturbant pas le système. Mais pour moi la position et la quantité de mouvement des deux particules devaient avoir une réalité physique, en même temps.
Nous placèrent mentalement deux détecteurs de particules dans une enceinte close et lancèrent deux électrons l'un contre l'autre. Le premier électron fut bien enregistré par le premier détecteur. En accord avec la mécanique classique, le second électron devait être détecté à 90° de là, et de fait, le second détecteur enregistra bien le deuxième électron qui présentait un spin opposé au premier, les physiciens étaient satisfaits. Mais j'avais déjà pressentit en 1927, lorsque je travaillais sur l'effet photoélectrique de la lumière, que certains effets de la mécanique classique étaient gommés par la mécanique quantique.

En fait, dès le jour où les instruments le permirent, de nombreux physiciens firent l'expérience et modifièrent la place du second détecteur. Ils observèrent que quelle que soit sa place, le second électron se dirigea toujours dans sa direction, comme si comble du paradoxe, il connaissait «à l'avance» sa position. Pire, le spin était toujours opposé à celui du premier électron, les particules demeuraient en corrélation. Les mesures classiques des positions ou des vitesses des particules n'avaient plus rien de certain.

Sachant que l'électron se déplace en ligne droite dans le vide à une vitesse proche de celle de la lumière, les physiciens se sont demandés s'il n'y avait pas une interaction quelconque des particules entre elles ou avec les détecteurs. Ils ont essayé de placer le second détecteur à une distance nettement plus éloignée, dans une direction perpendiculaire à la trajectoire classique, et l'on même déplacé dans un temps plus court que le temps mis par l'électron pour l'atteindre.

A chaque fois et même en dehors de toute relation causale, il détecta sans coup férir le second électron qui était de spin opposé. Les physiciens en déduisirent bientôt que même éloigné de plusieurs années-lumières, le deuxième électron restait en corrélation avec le premier, en violation flagrante de la loi qui stipule que la vitesse de la lumière est une vitesse supérieure limite. Seules les ondes de phase peuvent se propager plus vite que la lumière, mais alors sans transporter d'énergie.

Notre explication

Nous (EPR) nous disons qu'il existe une seule explication possible : la corrélation consiste en une propriété commune que chacune des particules «emporte avec elle». Dès lors, ce principe démontre le caractère incomplet de la mécanique quantique «orthodoxe»; il doit exister des variables supplémentaires, «cachées». Or ce point de vue est opposé à celui de la mécanique quantique, où ce ne sont pas des propriétés intrinsèques des particules qui déterminent les résultats, mais bien l'opération de mesure qui en quelque sorte les créée.

Pour nous, cette expérience démontre également l'existence du déterminisme puisque les résultats des mesures deviennent des fonctions des propriétés physiques pré-existantes des particules. Et pour prouver notre théorie, nous avons développé en détail les hypothèses de notre raisonnement en terme de structure d'espace-temps (propagation limitée à la vitesse de la lumière, etc) et de définition des éléments de réalité, une définition devenue un classique du genre) pour aboutir à la conclusion que nos hypothèses doivent être intégrées dans une théorie complète.

C'est sur cette théorie de Tout que je travaille depuis plusieurs années. Je demeure convaincu qu'un jour, moi ou quelqu'un d'autre y arrivera.

Albert Einstein