J'ai promis de faire un poste expliquant l'intrication quantique, et je me base sur l'ouvrage de Brian Greene (La Magie du Cosmos).
Imaginons par exemple qu'un noyau se désexcite en émettant deux photons, qui selon la mécanique quantique ont le même spin (+1 ou -1). La mécanique quantique affirme que lorsque le noyau se désexcite, l'état des photons n'est pas déterminé, il est dans une superposition d'état spin=+1 et spin=-1, et ce jusqu'à ce que l'on observe l'un deux.
Imaginons que l'on observe +1 sur le photon1 alors nous pourrons dire que c'est +1 sur le photon2. Un vieux débat a opposé Einstein et Bohr, sur l'interprétation de la mécanique quantique, que l'on connaît comme le paradoxe EPR (du nom de ses auteurs Einstein, Podolski, Rosen).
Selon Einstein, l'état des photons est déterminé dès que l'atome se désexcite, et la mécanique quantique est incomplète puisqu'elle ne sait pas quel état acquièrent ces photons.
Selon Bohr, la mécanique quantique ne peut pas le faire tout simplement parce que les photons n'ont pas d'état tout de suite, mais seulement quand on les observe.
Le paradoxe EPR affirme qu'il est impossible qu'il en soit ainsi puisque cela violerait un des postulats de la relativité restreinte : les photons 1 et 2 séparés ne peuvent pas se communiquer leur état instantanément. Cela pose des problèmes sur la localité, et le réalisme physique.
(Selon l'interprétation de Copenhague, il n'y a pas de problème, il n'y a pas de transfert d'information, c'est seulement la fonction d'onde qui s'effondre partout instantanément).
Pour revenir à des objets plus familiers, imaginons que les agents Mulder et Scully travaillent dans des bureaux éloignés et qu'ils ont à leur disposition une collection de boîtes spéciales, avec un message disant que les boîtes renferment une sphère de couleur rouge ou bleu. Cette couleur n'est pas déterminée tant que l'on ne les ouvre pas. Par ailleurs les boîtes portant le même numéro sont corrélés (par exemple lorsque Mulder ouvre sa boîte 1 et trouve rouge, Scully en ouvrant sa boîte 1 va trouver rouge également).
Explication rationnelle : les boîtes sont munis du même programme pour afficher la même couleur. (dans le langage des physiciens : il existerait des variables cachées).
Peut-on croire l'écrito, ou bien l'explication rationnelle convient ? Existe-t-il une expérience pouvant infirmer l'un et confirmer l'autre ?
Il se trouve que oui, et le physicien Bell a imaginé une expérience pouvant donner le résultat. Pour cela, il faut avoir 3 observables pouvant prendre 2 états différents. En mécanique quantique c'est possible, il suffit d'observer le spin (qui peut être projeté sur 3 axes différents : Ox Oy et Oz). Les opérateurs ne commutent pas.
Imaginons donc que l'on ait une boîte cubique, et que l'on puisse ouvrir ces boîtes par 3 faces : haut, gauche et avant.
S'il y a un programme interne, alors il y a 8 programmes différents en tout :
(couleur face haut, couleur face gauche, couleur face avant) soit donc :
(B,B,B) (B,B,N) (B,N,B)
(B,N,N) (N,B,B) (N,B,N)
(N,N,B) (N,N,N)
Imaginons maintenant que Mulder et Scully ouvre une face au hasard sans se mettre d'accord, quelle est la probabilité qu'ils soient d'accord ? Il y a deux configurations possibles pour un programme donné :
Mulder ouvre la face 1, scully la face 1, etc...
(1,1) (1,2) (1,3)
(2,1) (2,2) (2,3)
(3,1) (3,2) (3,3)
Imaginons que ce soit le programme (B,B,B) dans la boîte 1 => 100 % de chance de trouver la même couleur (a fortiori pour le programme N,N,N également)
Pour le programme (N,B,B) il y a 5 chances de trouver la bonne couleur contre 4 de ne pas trouver la bonne couleur. Dans tous les cas, ils doivent tomber d'accord sur plus que 50% des cas.
Des expériences de ce genre ont été fait avec des photons corrélés, et l'on a cherché à mesurer le spin de ces photons, sans se mettre d'accord sur l'axe de mesure. (en la choisissant au hasard).
L'expérience a été tentée par Alain Aspect, et les résultats violent les inégalités de Bell (corrélation entre les deux appareils inférieure à 50%), ceci montre qu'il n'y a pas de variables cachées, et qu'Einstein s'est trompé sur l'interprétation du monde physique, qui n'est pas réaliste local.
PS : je ne sais pas si c'est compréhensible (rédigé à l'arrache un matin, après une soirée un peu arrosée
)
