1. Niveaux microscopique et macroscopique

Conception de la nature et physique quantique
Concepts et principes de base de la physique quantique et interrogations qu'ils
suscitent sur la nature de la réalité.
Sommaire :
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Niveaux microscopique et macroscopique
Principe d’indétermination d’Heisenberg
Principe de complémentarité
Conception mathématique
Principe de superposition des états
Principe de décohérence
Principe de non localité
Effet Aharonov-Bohm
1. Niveaux microscopique et macroscopique
La physique quantique décrit le niveau microscopique (atomes, particules
élémentaires), l'infiniment petit, inaccessible aux ''sens'' comme l’est l'infiniment
grand (gravitation) et à la différence du macroscopique qui est notre niveau.
Il existe des liens, des relations entre les deux niveaux comme en attestent les
applications pratiques (supraconducteurs, transistors).
La difficulté de compréhension de la physique quantique a 2 origines principales :
1. la description de l’évolution d’un système microphysique nécessite 2
approches conceptuelles différentes selon qu’il est ou non observé
(complication supplémentaire, le système d’observation et/ou l’observateur
peuvent être décrits quantiquement) ;
2. les lois, les principes du microscopique sont très différents de ceux du
macroscopique et ils ne sont pas immédiatement compréhensibles par les
modes habituels de pensée ; il ne s’agit pas d’une différence de degré mais de
nature parce qu’ils sont basés sur des outils intellectuels abstraits de type
mathématique.
Cette difficulté a 2 conséquences :
?
elle facilite l’expression de toutes les ‘’croyances’’ ou irrationalités sur le
monde (parapsychologie, vision orientaliste du monde, voire base scientifique
à une religion … ) ;
remarque : blason de Bohr = symbole du Ying et du Yang ;
?
elle rend fréquent le recours à l’analogie et/ou à la métaphore pour
comprendre.
Remarque : en physique, les états quantiques sont désignés par la lettre grecque
PSY !!
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2. Principe d’indétermination d’Heisenberg
1927
Impossibilité d’attribuer à une particule à 1 instant donné 1 position ET 1 vitesse.
De surcroît, plus la position est déterminée et moins la vitesse l’est et inversement.
Analogie
Oiseau nocturne très éclairé : ébloui, il ne bouge pas donc étude de la morphologie
possible ; par contre, s’il est peu éclairé : il bouge donc étude du comportement
possible mais pas de la morphologie.
De façon plus générale, il faut envoyer de la lumière sur les systèmes
microphysiques pour les étudier, leur comportement va être modifié par celle-ci. Le
dispositif expérimental détermine les résultats.
Ce fait est à l’origine de l’expression : ‘’la réalité est créée par l’observateur’’, soit le
problème de l’objectivité du réel confrontée à ‘’l’étrangeté’’quantique.
Exemple dans la problématique onde-particule, des électrons sont projetés sur une
plaque comportant 2 trous avec étude de la distribution de sortie et avec ou non de la
lumière pour voir par quel(s) trou(s) ils sortent (Pagel pp. 139-143 et Pour la Science
p.47 : expérience du ‘’choix retardé’’) :
?
quand pas ou peu de lumière c’est à dire quand on ne cherche pas à savoir
par quel trou ils passent, les résultats sont analogues à ceux obtenus avec les
ondes c’est à dire que les électrons se comportent comme une onde, ils
passent par les 2 trous à la fois ;
?
si on met de la lumière à la sortie pour détecter par quel trou ils passent (ce
dispositif présuppose que c’est possible c’est à dire que l’électron est une
particule : il passe par un trou et pas par l’autre), alors il se comporte comme
une particule.
Discussion
La réalité microscopique ne peut être connue en elle-même, son essence reste
inconnue.
La réalité microscopique existe-t-elle en dehors de l’observateur ? A-t-elle une
existence ‘’objective’’? (pour Einstein, la réponse est affirmative).
Du point de vue quantique, 3 positions (avec des degrés dans chacune) :
1. idéaliste : elle n’a pas d’existence, c’est la conscience de l’observateur qui la
crée ;
2. matérialiste : elle a une existence même si sa description n’est pas possible
et elle se comporte comme le décrit la physique quantique et le monde
macroscopique n’est qu’une partie ‘’de ce qui est’’;
3. empiriste ou opérationnaliste (Bohr/école de Copenhague) : ce qui compte
c’est la connaissance que la Physique donne de la réalité ; il est inutile de se
demander ce qu’est exactement le réel microscopique à partir du moment où
la description qu’en donne la physique quantique est vérifiée ; conception
fonctionnaliste : le critère de vérité est l’accord avec les observations et les
conséquences théoriques et pratiques de cette concordance.
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3. Principe de Complémentarité
Expérience des fentes de Young (Cantique des quantiques pp.48-51).
La réalité microphysique peut apparaître soit sous un aspect corpusculaire soit sous
un aspect ondulatoire. Ce sont 2 représentations du même élément qui apparaissent
en fonction du dispositif d’étude.
En revanche, ils sont mutuellement exclusifs.
Discussion
Conserve mais dépasse la dualité discret-continu.
Réalité globale non connaissable en tant que telle (exclusion réciproque).
4. Conception mathématique
1. Heisenberg
Traduction des intensités et des fréquences de la lumière émise par l’atome sous la
forme de matrices.
Le calcul matriciel permet de calculer les différents niveaux d’énergie d’un atome qui
correspondent en termes figuratifs au saut d’une orbite sur une autre.
2. de Broglie et Schrödinger
Fonction d’onde
Transparent : atome
(Cantique des quantiques pp.34-35)
Remarque : l’expression vecteur d’état est quelquefois employée parce qu’un
système quantique est un espace vectoriel.
1923 : de Broglie = le mouvement d’une particule est associé à la propagation d’une
onde.
La particule n’est pas un point avec une trajectoire mais une superposition de
mouvements potentiels dans toutes les directions = paquet d’ondes (qui donne la
probabilité de trouver une particule à un endroit donné).
Analogie
1 homme rentre chez lui, il ne trouve pas sa femme et apprend qu’elle est sortie vers
10h en voiture : où est-elle ? En fonction du temps, de la circulation, de la saison, de
ses préoccupations, dans un cercle spatial délimité, elle peut être à tel ou tel endroit :
exposition, sport, amie, magasin.
Transparent : équation
(Pour la Science p.11)
1926 : Schrödinger détermine l’équation de propagation de la fonction d’onde des
électrons.
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Analogie
Transparent : quantique/classique
(Cantique des quantiques p.10)
Justification : la mare=1 boite, le poisson=un électron, la canne à pêche=sonde qui
réagit à l’électron, le pêcheur= l’observateur qui réagit au signal de la sonde.
Avant d’être pêché, le poisson quantique occupe toute la mare = ‘’potentialité’’ de
poisson plus concentré ou plus dilué dans l’espace de la mare.
Il est partout avec des probabilités de présence différentes, proportionnelles à la
concentration, selon le lieu et le moment = fonction d’onde.
Il ne se concrétise que quand il est pêché.
La fonction d’onde contient également l’énergie = poisson qui changerait de couleurs
continues rapidement ; au début l’électron est concentré autour du noyau (centre de
la mare), plus l’énergie augmente et plus il occupe une zone importante (dilution) et
plus il perd de l’énergie.
La fonction d’onde est une fonction complexe : combinaison de 2 fonctions.
Elle permet de prévoir l’évolution d’un système dans l’espace et dans le temps mais
elle est impossible à vérifier expérimentalement parce que le dispositif de mesure
introduit une perturbation dans le système.
Effet tunnel
(Rohrer et Binnig Nobel en 1986)
Transparent : TunnelVerre
(Pagel p.144)
Une partie de la courbe de la densité de probabilité c’est à dire de la fonction d’onde
de la bille sort de la tasse et donc un objet peut être à l’extérieur de son contenant.
Transparent : TunnelMur
(Pour la Science pp.56-57)
Effet tunnel = traverser le mur.
Problème du temps de passage ( ???)
Remarque : l’effet tunnel serait à l’origine des erreurs ‘’douces’’(dysfonctionnements
aléatoires) des ordinateurs (Pagel p.147).
Réduction du paquet d’ondes
Passage du microscopique au macroscopique (réexaminé ensuite avec l’étude du
principe de décohérence).
Quand une observation intervient c’est à dire quand il y a mesure, l’équation de la
fonction d’onde se réduit à une des possibilités qu’elle décrit.
Dans l’analogie (pêcheur et poisson), la détection de l’électron correspond au fait
que le poisson est pêché : les possibles de la fonction d’onde se réduisent à un seul
cas.
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Remarque :
Transparent : matérialisme/idéalisme
(Cantique des quantiques p.12)
La réduction du paquet d’ondes a lieu à des moments différents selon les
conceptions quantiques :
?
matérialistes : quand l’électron interagit avec la sonde (quand le poisson
mord) ;
?
idéalistes : quand l’expérimentateur voit le signal de la sonde (quand le
poisson sort de l’eau).
Note (Cantique des quantiques p.46) :
1 atome à 1 année lumière de la terre émet 1 photon.
Quantiquement le photon est une onde sphérique qui a la vitesse de la lumière et
dont la surface, quand elle atteint la terre, est 1027 kms² (1 milliard de milliards de
milliards de kms²). Si un observateur a une cellule photoélectrique qui détecte le
photon, l’onde disparaît et aucun autre observateur ne pourra détecter le photon.
Discussion
Réalité mathématique et probabiliste VS qualitative (la notion de trajectoire ou
d’orbite pour un atome n’est pas pertinente par exemple) et déterministe.
Quelle est la nature des probabilités dans la physique quantique ?
La théorie quantique détermine la forme de l’onde et son mouvement. c’est à dire la
façon suivant laquelle les probabilités, changent en fonction de l’espace et du temps.
Donc, seule la distribution de probabilité est déterminée pas les événements
individuels (tout vs partie). Ce qui est déterminé au niveau individuel c’est la
probabilité en cas d’observation (pas la probabilité de présence en elle-même).
Comment être sûr que la prévision donnée par l’équation de Schrödinger est juste ?
Elle est impossible à vérifier : s’il y a mesure, il y a modification du système. Les
explications proposées sont peu claires (Cantique des quantiques pp.45-46 et Pour
la Science p.70). D’Espagnat se demande même si elle est ‘’réelle’’ (Science et
Avenir p.75).
En dehors de la mesure, c’est à dire de l’intervention humaine, L’équation de
Schrödinger révèle une conception implicite de la nature de type déterministe.
En essayant d’expliciter l’implicite de la perspective quantique, est-il possible de dire
que, dans cette approche, la Nature :
1. est déterminée quand on ne cherche pas à la connaître ;
2. est incertaine (probabiliste) si on fait un pronostic ;
3. devient réelle (macroscopique) ou certaine (à l’intervalle de confiance de la
mesure près) dans la rencontre avec ce qui procède de l’humain (instrument
de mesure) ?
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5. Principe de superposition des états
Transparent : Chat (de Schrödinger)
(Cantique des quantiques p.71 et Pour la Science couverture et p.33)
Chat dans boite plus un atome radioactif qui a ½ chance de se désintégrer dans
l’heure qui suit plus 1 dispositif qui détecte la désintégration et qui casse 1 flacon
contenant un gaz mortel. Au bout d’1 heure on regarde dans la boite par une fenêtre
si le chat est vivant ou mort.
Du point de vue quantique, au bout d’1 heure l’atome est désintégré ou pas et la
fonction d’onde qui représente l’ensemble du système contient à parts égales les 2
états ‘’chat mort ET chat vivant’’parce qu’il y a 1 probabilité pour qu’il soit mort et
une probabilité pour qu’il soit vivant (égales).
Comment se fait la réduction du paquet d’ondes ?
De façon générale, pourquoi les propriétés quantiques ne persistent pas au niveau
macroscopique ?
Position du problème
Transparent : MesureA
(Pour la Science p.70)
L’équation de Schrödinger comporte 2 aspects :
? elle donne l’évolution d’un système entre un instant initial et ultérieur tant qu’il
n’y a pas de mesure (rq : les grandeurs physiques ne sont pas définies à
cause de l’absence de mesure) ;
? elle indique à partir de l’état initial les valeurs que peut prendre une grandeur
mesurée et la probabilité de chaque valeur possible = réduction du paquet
d’ondes (les grandeurs sont définies).
Problème : les résultats des 2 types de prévisions (équation et réduction du paquet
d’ondes) ne concordent pas.
Origine : intervention du système de mesure.
Transparent : MesureB
(Pour la Science pp.71-72)
Le système de mesure est lui-même 1 système physique qui peut être décrit
quantiquement et donc être en états superposés.
Transparent : Expérimentateur
(Pour la Science p.73)
En plus, le résultat doit être observé et donc il faut inclure l’observateur dans le
système.
Or, aucun observateur ne se sent ‘’superposé’’!
3 solutions sont proposées.
? les idéalistes (Wigner, Nobel en 1963) postulent que quelque chose échappe
au quantique : la conscience de l’observateur (avec même des Consciences
‘’collectives’’, dans la terminologie de B. d’Espagnat) ;
? Everett (1957) : il n’y a pas de réduction du paquet d’ondes mais création
d’autant d’univers -dits parallèles-, que d’états possibles ; il en irait de même
pour l’observateur (sic !) ;
? actuellement, le principe de décohérence.
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6. Principe de décohérence
Pour la Science pp.68-75
Zurek 1982 et 83 ; Haroche et Raimond 1989 à 1992 ; nouvelles techniques : Pour la
Science p.118.
Il y a une frontière où la décohérence annule les effets quantiques. Elle se produit
par une modification de la matrice densité consécutive à l’interaction avec
l’environnement lors de la mesure.
Matrice densité
Transparent : MatriceDensité
(Pour la Science p.74)
6 boites avec un dé. NSP nombre sur face >
Si N boites grand, 1/6 des faces est avec 1 sur le dessus, 1/6 avec 2 …
Ou, 1/6 des boîtes est dans l’état 1 c’est à dire 1 sur la face >, 1/6 en état 2 c’est à
dire 2 sur la face > … .
D’où la matrice densité d’ordre 6, dont l’interprétation est : ‘’l’élément diagonal situé
dans la lig i et la col i est la probabilité qu’en ouvrant au hasard une boîte’’, le dé ait i
sur la face >.
Plus généralement, si on a N systèmes et p états dont n1 sont dans l’état E1, n2
dans E2, np dans l’état Ep, on peut les représenter par une matrice d’ordre p dont
tous les éléments non diagonaux sont nuls et dont l’élément diagonal est Ni/N.
Quand on veut connaître la probabilité que dans une observation d’un des systèmes
on le trouve dans l’état Ei, il suffit de se reporter à l’élément diagonal i qui est cette
probabilité.
Ce type de matrice, ici macroscopique, est applicable aux états superposés MAIS
avec les termes non diagonaux non nuls.
Transparent : Décohérence
(Pour la Science p.69)
Quand il y a mesure, il y a interaction entre le système microphysique et
l’environnement et les termes non diagonaux décroissent de façon exponentielle en
fonction du temps, sans jamais atteindre zéro.
Les électrons étant localisés, la diagonalisation de la matrice est responsable de la
réduction du paquet d’ondes.
Les éléments non diagonaux sont trop petits pour avoir des effets observables et le
système SEMBLE classique.
Les temps de décohérence sont très faibles (10-23’’), plus l’instrument de mesure est
gros et plus la décohérence est rapide ; elle est également proportionnelle aux
nombre des états possibles (exponentielle négative proportionnelle à la racine² du
nombre d’états possibles).
Ce principe rend compte du lien de causalité avec la mesure sans qu’il y ait besoin
de la conscience.
Ce rôle de l’environnement est tel que Zurek propose au lieu de la dichotomie
classique microscopique / macroscopique, le couple :
?
quantique=isolé ;
?
classique=ouvert (c’est à dire ayant interagi).
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Les non diagonaux jamais nuls font que la nature RESTE quantique mais APPARAIT
comme étant classique (= ‘’réel voilé’’de B. d’Espagnat).
Les non diagonaux pouraient redevenir non négligeables mais dans un temps > à
l’âge de l’univers.
Les expériences de Haroche et Raimond avec des atomes de Rydberg (très gros)
envoyés dans des cavités jouant le rôle de pièges à photons confirment la
décohérence du champ (c'est-à-dire de l’ensemble des photons). L’interprétaion
proposée est que le dispositif de mesure permet une interaction entre le niveau
microscopique des photons et le milieu extérieur ce qui conduit à ‘’l’échange d’un
quantum’’entre le champ et ‘’le reste de l’univers’’, ‘’entre la partie et le tout’’.
Discussion 5. et 6.
Conception très mathématique mais rationnelle par rapport à certaines explications
proposées.
La nature ne change pas et reste fondamentalement quantique. Seule l’apparence
est modifiée, c'est-à-dire la perception de l’observateur qui la ramène à ses moyens
d’investigation.
La proposition de Zurek à la place de la dichotomie classique microscopique /
macroscopique, du couple : quantique=isolé et classique=ouvert (c’est à dire ayant
interagi), traduit une conception de la Nature fondée sur l’interaction entre différents
niveaux de la matière.
Implicitement, est-elle influencée par l’unification des 4 interactions dans le cadre de
la recherche d’une théorie physique complète ?
A noter que dans la théorie des cordes et des supercordes, le constituant
élémentaire est une corde sans épaisseur, de longueur finie, ouverte ou fermée dont
les types de vibrations déterminent les différentes particules élémentaires. Du point
de vue de la conception de la Nature, l’ordre de grandeur de la taille de l’espace de
ces cordes est de 10-18 mètres et il est à 9 dimensions (Antoniadis, p.18).
Les liens entre les niveaux microscopique et macroscopique tels qu’ils existent dans
la matière sont conservés dans cette approche.
Le Temps, par l’intermédiaire de la vitesse, joue un rôle fondamental dans la
décohérence et dans le retour éventuel dans l’autre sens.
Remarque : une équipe du CEA vient de ‘’créer’’ le 1er processeur quantique, le
‘‘QUANTRONIUM’’, avec un circuit d’un bit à états 1 et 0 superposés pendant une
durée de 0.5 microseconde (novembre décembre 2002).
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7. Principe de non localité
ou de non séparabilité
Illustration du paradoxe EPR (Einstein, Podolsky et Rosen, 1935) plus l’expérience
d’Aspect (82).
Analogie
Transparent : EPR
(Cantique des quantiques pp.16-17)
2 poissons jetés dans mare ==> dissolution en une combinaison des 2 poissons.
Puis écluses levées ==> chaque mare contient un poisson potentiel ou, plus
rigoureusement, une partie de la combinaison des 2 poissons. Quand 1 est pêché
l’autre ‘’le sait’’et sort de sa mare.
Expérience de Franson
Transparent : Interféromètres
(Pour la Science p.61)
1 photon dédoublé ; les 2 sont envoyés vers 1 interféromètre avec :
? 2 trajets possibles : court ou long ;
? 2 sorties possibles : < et >.
Trajets au hasard, donc probabilité = pour les 2 sorties < et > ET en plus et surtout il
doit y avoir indépendance des 2 photons.
En fait, ce n’est pas ce qui est observé : il y a corrélation, ils sortent tous les 2 par le
haut ou par le bas.
De plus, on peut modifier de façon continue la longeur du chemin dans 1 des
interféromètres après l’émission. En procédant ainsi, on peut arriver à faire sortir les
2 par la sortie <, puis par la sortie >, puis chacun par une des 2 sorties.
Avant l’interféromètre, le chemin de chaque n’est pas défini mais à la sortie les 2
trajets sont liés.
Lorsque 2 particules ont été liées (corrélées) et qu’elles sont séparées (Aspect :
13m, en 97, Gisin : 11kms), leurs 2 comportements restent liés (celui de l’une est
fonction de celui de l’autre).
Théorie à variables cachées non locales (analogie : émetteur radio/tv) : 2 systèmes
ayant interagi, après séparation c’est à dire distance entre eux, doivent être
considérés avant observation comme un seul et même objet.
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Expériences de Gisin, Zbinden, Scarani, Stéfanov et Suarez
(Sciences et Vie 2003) ; les auteurs emploient ‘’intrication’’au lieu de corrélation.
Position du problème :
L’hypothèse d’Einstein d’une explication par des variables locales (appartenant aux 2
particules à cause de la liaison antérieure) a été infirmée par la violation de l’inégalité
de Bell en particulier dans l’expérience d’Aspect qui a trouvé 2.7 comme somme des
corrélations alors que l’inégalité de Bell donne une valeur <=2 dans le cas où les
corrélations s’expliqueraient par des variables cachées locales.
Les expériences d’Aspect et de Franson ne laissent donc subsister que la non
localité des variables cachées.
Toutefois, un autre type d’explication reste possible.
Les dispositifs d’Aspect et de Franson laissent les 2 événements (sorties des
photons) se développer dans le même Temps (même référentiel).
Pour des raisons liées au matériel expérimental, il est impossible que les 2 sorties de
photons soient parfaitement simultanées. De plus, l’erreur de mesure est de 20
milliardièmes de secondes. Donc, l’un sort nécessairement avant l’autre, il y a
succession.
L’hypothèse d’une ‘’communication’’, le 1er sorti ‘’informant’’l’autre à distance, peut
être formellement invoquée même si on ne connaît pas le support et les modalités de
la dite communication. De plus, cette hypothèse laisse intacte la temporalité de la
causalité classique : un est avant l’autre et peut en être la cause.
Elle a été rejetée par Aspect uniquement parce qu’elle supposait une vitesse
supérieure à la lumière (de 2 fois à 10 millions de fois selon les distances) ce qui est
théoriquement impossible.
Si les Temps des 2 photons sont différents, la notion d’ordre temporel (un avant
l’autre) n’a plus de sens. Pour chaque photon, dans son référentiel de temps,
lorsqu’il sort, l’autre ne l’a pas encore fait ou l’a déjà fait selon le dispositif retenu.
Dans ces 2 cas, leurs Temps étant différents, les 2 photons ne peuvent plus
(éventuellement) communiquer. Y-a-t-il toujours corrélation entre les sorties ?
D’où le changement des protocoles expérimentaux.
Protocoles
Le matériel et les principes généraux sont globalement identiques aux précédents
mais les miroirs et les appareils de mesure sont mis en mouvement (autre
différence : utilisation des ondes acoustiques pour éviter les implantations
spatialement distantes des récepteurs, ce dispositif est équivalent par rapport au
problème posé).
Selon la Relativité, le mouvement incline les axes du temps et de l’espace et décale
les horloges des récepteurs. Les temps des 2 photons n’ont plus les mêmes
référentiels et donc ne sont plus les mêmes.
Transparent : Mouvements
Quand il y a éloignement, vu de l’événement A, l’événement B est après lui et pour B
l’événement A est après lui également. En prenant un élément comme référence, il
est AVANT l’autre, ce pour les 2, A et B, d’où le schéma dit AVANT-AVANT.
Quand rapprochement, c’est l’inverse : pour A, B est avant et idem pour B, A est
avant. Pour chaque élément pris comme référence, il est après l’autre :
APRES-APRES.
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Résultats
1. AVANT-AVANT a été réalisé à l’été 97. Chaque photon est le 1er à sortir
(‘’chaque détecteur est le 1er à détecter sa particule’’) : la corrélation est
maintenue.
2. APRES-APRES, en 2001. … ‘’lorsqu’il doit faire son choix, chaque photon est
persuadé que son partenaire l’a déjà fait et est donc sensé s’y conformer !
Chacun attend le choix de l’autre … et donc aucun ne choisit.’’(p.43) ???
La corrélation est maintenue.
Remarque : applications en cryptographie quantique.
Discussion
‘’Etrangeté’’quantique.
La non localité remet en cause la notion d’espace telle qu’elle est définie
classiquement.
Pour le temps.
1. Des méthodes de calcul matriciel définies par Feynman ont donné à penser que
certaines particules remontaient le temps (Cantique des quantiques pp.105-108).
Actuellement, cette position n’est plus adoptée que par 3 physiciens (Cantique des
quantiques pp.103-104 ???).
2. L’expérience de Gisin, Zbinden, Scarani, Stéfanov et Suarez :
? infirme la théorie de la ‘’communication’’à distance ;
? montre que la corrélation est indépendante d’un temps commun, en ce sens, il
y a bien ‘’non temporalité du phénomène’’;
? donne à penser que la causalité (a avant b et cause de b : la cause précède
l’effet), n’est pas ce qui est à l’oeuvre ; il y a bien un lien, une dépendance
entre événements, mais pas dans l’ordre classique de la causalité d’un temps
qui ‘’passe’’, d’une durée permettant la succession des événements.
De là à conclure que ‘’le temps n’existe pas’’ ou qu’il ‘’s’est arrêté’’… Le temps a
continué dans chaque référentiel.
Pas d’individualité quand il y a eu unité ou lien entre éléments de la matière. Fait
penser au long parcours de l’acquisition de la conscience de soi et de l’ipséité dans
l’humain.
Evoque la communication à distance des jumeaux humains homozygotes (souvent
invoquée mais jamais prouvée).
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8. Effet Aharonov-Bohm
Transparents : InterférencesA et InterférencesB
(Pour la Science p.97 et 99)
1 aimant confiné dans 1 blindage tel que le champ magnétique ne peut pas sortir.
La fonction d’onde des électrons envoyés est modifiée ce que traduisent les figures
d’interférences différentes selon que l’aimant est actif ou pas.
L’électron est donc sensible au champ magnétique dans 1 région de l’espace où il
n’y en a pas.
Explication : potentiel magnétique autour d’1 champ magnétique confiné.
Le comportement de l’électron dans un solide peut être étudié dans un domaine
‘’mésoscopique’’ (Pour la Science p.102). C’est un niveau intermédiaire entre le
microscopique et le macroscopique. C’est un système, plus gros que l’atome, dans
lequel les mesures sont faites par des appareillages macroscopiques mais avec
conservation des règles de fonctionnement du niveau microscopique.
Discussion
Autre ‘’étrangeté’’quantique.
Problème de la nature exacte du ‘’potentiel’’(entité mathématique) et de l’expression
de celui-ci.
Domaine ‘’mésoscopique’’: pose le problème de la taille d’un système pour se
comporter microscopiquement (définition des niveaux d’interaction).
Prise en compte nécessaire et applications probables dans l’avenir compte tenu de
la miniaturisation des composants électroniques.
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REFERENCES
Livres
Ortoli S et Pharabod JP. Le cantique des quantiques, 1998 (1ère éd. 1984) La
découverte
Pagels H. L’Univers quantique, 1985, InterEditions
D’Amour Thibault. Entretiens sur la multitude du monde, Odile Jacob (2002)
Revues
La Recherche :
N°220 Avril 1990 :
O. DARRIGOL. Einstein et la discontinuité quantique. (pp.446-452) (Einstein comme
précurseur de la physique quantique).
Hors série N°8 La preuve scientifique :
I. Antoniadis. Et si l’on prouvait la théorie des cordes ? pp.12-18
Pour la Science :
Hors série Juin 1994 : la physique quantique.
En particulier :
Shimony A. Réalité du monde quantique (pp.42-49)
Chiao R et al. La non localité quantique (pp.54-62)
Zwirn H. Du cantique au classique (pp.68-75)
Imry Y. et al. L’effet Aharov-Bohm (pp.96-102)
N°267 Janvier 2000
S. WEINBERG. Vers l’unification de la physique (pp.32-38).
Collection les Génies de la Science, Einstein. Mai-Août 2002
‘’Einstein n’accepte pas la mécanique quantique’’(pp.71-75)
‘’La vie américaine’’(pp.76-85).
Science et Avenir :
N°128 Octobre/Novembre 2001 :
M. Paty. Dieu joue-t-il aux dés ? (pp.6-7).
F. BALIBAR. La probabilité sans sujet. (pp.60-66). (signification quantique des
probabilités).
N°132 Hors série le bon sens et la science, Octobre/Novembre 2002 :
B. d’Espagnat. L’anti-réalisme quantique pp.70-75
Sciences et Vie :
N°1024 Janvier 2003 :
H. Poirier. Le temps n’existe pas, pp.36-43
CEA Technologies :
Novembre-Décembre 2002 :
Le quantronium, premier pas vers un processeur quantique (p.4)
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jpl RIAS 11.02 et 02.03
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