Reprenant ce soir le cours de mon « POUVOIR DE L’ IMAGINAIRE » je m’aperçois avoir véritablement abandonné mes lecteurs le c.. entre deux chaises , avec mon explication des phénomènes de l’ échelle du monde des particules au moyen de cette combinaison linéaire des probabilités qu’ on dénomme « état de superposition quantique »….. Comment éviter de subir notre bon sens macroscopique en présentant PAR EXEMPLE à cette échelle un chat à la fois raide mort mais pourtant encore vivant. ! Essayons de trouver un moyen de décrire notre questionnement …… Observons d’abord que la théorie quantique tient compte de cette non-observabilité des états superposés quantiques en stipulant que tout acte d'observation ou de mesure provoque un effondrement de la fonction d'onde, c'est-à-dire sélectionne instantanément un et un seul état parmi l'ensemble des états superposés possibles. Cela donne lieu à un postulat spécifique dit de « Réduction du paquet d'onde ».
Mais cela va s’empirer encore lorsque je vais utiliser pour être plus clair un autre concept ,la « matrice densité «….La matrice densité, ou opérateur densité est une entité mathématique introduite par le mathématicien et physicien John von Neumann. Elle permet de résumer sur une seule matrice tout l'ensemble possible des états quantiques d'un système physique donné .
Et voici alors à quoi nous allons nous frotter avec ce bizarre phénomène de réduction du paquet d ondes ! !:
-1.L'évolution de la fonction d'onde étant causale et déterministe et représentant toute l'information connaissable sur un système , pourquoi le résultat d'une mesure ou d’une observation est-il fondamentalement indéterministe ?
2.L'évolution de la fonction d'onde étant linéaire et unitaire , comment les superpositions quantiques peuvent-elles disparaître, alors que la linéarité mène naturellement à une préservation des états superposés ?
Il n'existe toujours pas de solution unanimement reconnue parfaite par la communauté des physiciens pour ce genre d’utilisation des matrices …. Mais les choses ont progressé depuis une quinzaine d’années par une théorie quasi – concurrente appelée « DECOHERENCE » …..Dans la théorie de la décohérence, l'état est encore décrit dans le formalisme de la matrice densité, la base de mesure étant sélectionnée par l'environnement…. Dans cette base, les éléments non diagonaux de la matrice densité, également appelés cohérences, tendent exponentiellement vers zéro avec un temps caractéristique très court, mais ne deviennent jamais rigoureusement nuls. L'idée de base de la décohérence est qu'un système quantique ne doit pas être considéré comme isolé, mais en interaction avec un environnement possédant un grand nombre de degrés de liberté. Ce sont ces interactions en foule qui provoquent la disparition rapide des états superposés…. La décohérence mène non pas à un état unique, comme dans la réalité macroscopique , mais à un ensemble d'états mutuellement exclusifs dont les probabilités restent régies par les lois de la physique quantique
Revenons alors à quelque chose de concret que même mon petit-fils pourra saisir ! Supposons que posant nos pieds dans le monde quantique notre "chaton " soit en fait un paquet de plusieurs photons fabriqué par les chercheurs et isolé dans une cavité où passent, un à un, à tour de rôle, des atomes qui l'observent, le mesurent. La première photo du "chaton " montre, en effet, en bleu, des "probabilités de présence" négatives, typiques du monde quantique,par exemple ses moustaches qui disparaissent peu à peu avec chacune des mesureS : et je vous en ai installé quatre SUCCESSIVES qui matérialisent la preuve que l'observateur fait revenir avec peu à peu le chaton dans notre monde classique, lequel ne permet pas ce « brouillard » ou ce flou de position et de « multiplicité » !!!!
CE TRAVAIL EST EXTRAIT de la note de Paul INDELICATO - 25 septembre 2008 : « Mesurer l’état quantique d’un champ » labo Kastler Brossel Ens
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