La physique des horizons/ Nouveautés CEA (2) : toujours ces problèmes d intrication!....

Je vais recommencer à expliquer aujourd’hui les limites à l intrication .   Le long article qui va suivre   suscitera deux réactions :1)° » Nous sommes des lecteurs boétiens de blogs sur un «  canard «  d Internet » ! Nous prend il pour des étudiants en mathématiques ou pire ,en physique quantique ! ?2) : Pourquoi tant de développement sur ce sujet ??On n’en est pas encore à construire des ordinateurs quantiques !!!! »

1° L ETAT D INTRICATION VOUS INTRIGUE ? DETROMPEZ VOUS ! IL NE MET PAS LE MONDE A L ENVERS MAIS ENSEMBLE !

Je vous ai expliqué la dernière fois trop sommairement ce que c’était !Reparlons en ! Lorsque deux systèmes – ou plus – sont placés dans un état intriqué, il y a des corrélations entre les propriétés physiques observées des deux systèmes qui ne seraient pas présentes si l'on pouvait attribuer des propriétés individuelles à chacun des deux objets .Appelons ces 2 systémas A et B . Dans le cas où le système global {A+B} peut être décrit par un vecteur d'état, son état est un vecteur de l'espace de Hilbert(la généralisation en dimension quelconque d'un espace euclidien ou hermitien).

C e n’est pas tout ! Certains états peuvent s'écrire sous la forme d'un produit tensoriel entre un état de A et un état de B : Ces états sont appelés états séparables ou factorisables ; Un état intriqué est par définition un état non séparable. C'est une superposition d'états d'un système bipartite

2°L ETAT D INTRICATION EMBARRASSE T IL LES LOGICIENS ?

O n peut fabriquer des états intriqués , on les appelle des intricats . Le plus pur est la paire de photons EPR, étudiée par Alain Aspect, puis l'équipe genevoise de Gisin.Dans la mesure ou les photons n ont pas de masse , on peut espérer la non nuisance des variations de gravitation locales dans une expérimentation quasi immobile….

Le plus simple est l'atome de Rydberg couplé à une cavité micro-onde, où les calculs sont conduits avec précision ; mais la décohérence n'y est pas nulle et s’en défendre est difficile.

Un état intriqué a également été démontré pour des chaînes d'ions piégés dans un piège de Paul et pour des spins nucléaires sur une molécule en solution.

Le quantronium crée à Saclay (groupe QUANTRONICS d’ Estève) est un candidat qui a fait parler récemment de lui ; mais là encore, l'îlot quantique n'est pas complètement isolé de l'environnement( voir question de nolats dernière note ).

Je vous ai parlé la dernière fois des réticences aux propriétés particulières de cet état ( questionnement EPR contre BOHR) : Si on veut conserver l'hypothèse d'une limite à la vitesse de transmission d'une information (c, vitesse de la lumière), alors les principes de relativité et de causalité relativiste pourraient être violés et le monde ne saurait plus dans quel sens le temps fonctionne, il faut donc admettre que deux particules créées conjointement, même géographiquement séparées, continuent à se comporter comme un système unique) dès lorsqu'elles sont dans un état intriqué. On parle alors de non-localité du système.

En définitive , en creusant plus profond , on pourrait se demander si le principe de causalité reste valable car la ligne d'univers qui relie les deux évènements « mesure A » et « mesure B » de l'espace-temps est une courbe de genre espace.

. A cela on peut répondre que la mécanique quantique est bien compatible avec la théorie de la relativité, car on démontre que les états intriqués ne peuvent pas être utilisés pour transmettre une information quelconque d'un point à un autre de l'espace-temps plus rapidement qu'avec de la lumière. La raison est que le résultat de la mesure relatif à la première particule est toujours aléatoire, dans le cas des états intriqués comme dans le cas des états non intriqués : il est donc impossible de « transmettre » quelque information que ce soit, puisque la modification de l'état de l'autre particule, pour instantanée qu'elle soit, conduit à un résultat de la mesure relatif à la seconde particule qui est toujours aussi aléatoire que celui relatif à la première particule ; les corrélations entre les mesures des deux particules resteront indétectables tant que les résultats des mesures ne seront pas comparés, ce qui implique nécessairement un échange d'information classique,qui lui restera respectueux de la relativité. Concluons donc , la mécanique quantique est bien également parfaitement compatible avec le principe de causalité.

3°/EST-CE VRAIMENT L ETAT D INTRICATION QUI   EMBARRASSE LES PHYSICIENS OU PLUTOT LES PHILOSOPHES ?!

Certains philosophes   confondent intrication des particules et interaction définitive entre particules ….Le fait pour deux particules ou plusieurs d être intriquables ne doit pas nous pousser à croire que , pour aller dans le sens d’une interconnexion globale de l’univers,elles le sont facilement …..Je citerai ceci : « L'interconnexion quantique de l'univers dans son ensemble est la réalité fondamentale et les parties fonctionnant de façon relativement interdépendante sont simplement des formes particulières et fortuites à l'intérieur de cet ensemble. »

Un physicien qui avait des choses à se faire pardonner (Heisenberg) écrit : « Le monde apparaît donc comme un tissu complexe d'événements, dans lequel les relations de diverses sortes alternent, se superposent ou se combinent, déterminant par-là la trame de l'ensemble. »et si j en parle c’est parce que ses inégalités soulèvent le problème de ce qui est " connaissable " en mécanique quantique. En physique classique, connaître l'état d'une particule à un instant donné revient à se donner à cet instant à la fois sa position et sa vitesse. En physique quantique, cela revient à définir le concept mathématique qui représente cet état. Or, d'après les inégalités du susdit , de cette création mathématique il est impossible de tirer à la fois ce qui est censé représenter la position et la vitesse.

Certains philosophes ont interprété ce résultat comme une limitation irrécupérable de notre connaissance de la réalité. Comme si la position et la vitesse devaient forcément exister pour un objet quantique !. Or, ne nous leurrons pas : ces notions de position et vitesse sont peut-être pertinentes dans notre monde macroscopique mais rien ne permet d'affirmer leur validité au-delà de ce cadre classique. Pour en rajouter sur ce point , si la notion de température est un concept essentiel de notre monde du chaud et du froid… et semble meme fondamentale dans la thermodynamique, en physique statistique, qui est la théorie sous-jacente à la thermodynamique, ce concept ne lui donne pas un statut basique , il est une conséquence déduite ( T=Σ mv²/3Kpour un gaz parfait ) !

Donner un statut de réalité à la position et à la vitesse est   à bannir en physique quantique . Pour autant , on ne peut pas dire que les inégalités d'Heisenberg réduisent notre connaissance d'un objet quantique si on se révèle capable ( expérimentalement ) d'une caractérisation complète de son état mathématique.C ‘est pourquoi il est possible dans certaines conditions de préparer un quantronium ou tout autre objet quantique dans des états parfaitement déterminés, et de caractériser entièrement son évolution future.

4°/ ON EN REVIENT TOUJOURS A CETTE QUESTION LANCINANTE :LE POUVOIR DES MATHEMATIQUES !

a suivre car mon article sera très long !