Comment le monde classique émerge-t-il de la mécanique quantique ? ⚛️

La mécanique quantique chamboule notre compréhension du monde classique. Une équipe de chercheurs espagnols propose une nouvelle perspective sur le lien entre quantique et classique.

Les fondements de la mécanique quantique reposent sur l'équation de Schrödinger, qui décrit l'évolution des systèmes quantiques. Cependant, la transition entre le monde quantique et le monde classique reste un mystère. Cette transition, souvent appelée "effondrement de la fonction d'onde", est au cœur des débats scientifiques depuis des décennies.


L'interprétation de Copenhague suggère que la fonction d'onde s'effondre en un état défini lors d'une mesure. Cependant, cette vision est remise en question par des théories alternatives comme celle des mondes multiples. Cette dernière propose que chaque mesure crée une ramification de l'Univers, où tous les résultats possibles coexistent.

Philipp Strasberg et son équipe de l'Université autonome de Barcelone ont exploré cette idée à travers des simulations numériques. Leurs travaux, publiés dans Physical Review X, montrent que les effets d'interférence quantique disparaissent rapidement à grande échelle. Cela explique pourquoi nous observons un monde classique stable.

Les chercheurs ont simulé l'évolution de systèmes quantiques complexes, incluant jusqu'à 50 000 niveaux d'énergie. Leurs résultats montrent que des structures macroscopiques stables, correspondant à des "branches d'Univers", émergent naturellement sans nécessiter de conditions initiales spécifiques. Cette découverte renforce l'idée que le monde classique est une conséquence inévitable de la mécanique quantique.

En lien avec la mécanique statistique, l'équipe a également observé que certaines branches d'Univers conduisent à une augmentation de l'entropie, tandis que d'autres entraînent sa diminution. Ces branches pourraient posséder des flèches du temps opposées, ouvrant de nouvelles perspectives sur la nature du temps.

Ces travaux ouvrent la voie à une meilleure compréhension de la transition entre les mondes quantique et classique. Ils suggèrent que l'émergence d'un monde structuré et ordonné est une propriété fondamentale de la mécanique quantique, indépendante des détails microscopiques.

Qu'est-ce que la fonction d'onde en mécanique quantique ?

La fonction d'onde est un concept central en mécanique quantique. Elle décrit l'état d'un système quantique et contient toutes les informations nécessaires pour prédire les résultats de mesures.

Mathématiquement, la fonction d'onde est une solution de l'équation de Schrödinger. Elle est souvent représentée par la lettre grecque psi (ψ) et dépend des coordonnées spatiales et du temps.

La fonction d'onde permet de calculer la probabilité de trouver une particule dans une région donnée. Cette probabilité est proportionnelle au carré de l'amplitude de la fonction d'onde, selon la règle de Born.

Cependant, la nature exacte de la fonction d'onde reste sujette à débat. Certaines interprétations la considèrent comme une entité réelle, tandis que d'autres la voient comme un outil mathématique.

Comment la théorie des mondes multiples explique-t-elle l'effondrement de la fonction d'onde ?

La théorie des mondes multiples, proposée par Hugh Everett III, offre une alternative à l'interprétation de Copenhague. Elle suggère que la fonction d'onde ne s'effondre jamais, mais se ramifie à chaque mesure.

Dans cette vision, chaque résultat possible d'une mesure correspond à un univers parallèle. Ainsi, tous les états quantiques coexistent dans des branches distinctes de l'Univers.

Cette théorie élimine le besoin d'un observateur pour provoquer l'effondrement de la fonction d'onde. Elle propose une vision déterministe de la mécanique quantique, où chaque événement quantique crée de nouvelles réalités.

Bien que séduisante, cette théorie soulève des questions sur la nature de ces univers parallèles et leur observabilité. Les travaux récents, comme ceux de Strasberg, tentent de clarifier ces aspects.