Variable cachée - Définition

Introduction

Mécanique quantique

Postulats de la mécanique quantique Histoire de la mécanique quantique Concepts fondamentaux État quantique · Superposition · Observable · Intrication · Mesure · Principe d'incertitude · de correspondance · Dualité · Décohérence Expériences Fentes de Young · Expérience de Stern et Gerlach · Chat de Schrödinger · Gomme quantique · Paradoxe EPR · Téléportation quantique · Expérience d'Aspect Formalisme Notation Bra-Ket · Équation de Schrödinger · Matrice densité · Représentation de Schrödinger · de Heisenberg · d'interaction Statistiques Maxwell-Boltzmann · Échange · Fermi-Dirac · Fermion · Bose-Einstein · Boson Théories avancées Théorie quantique des champs · Axiomes de Wightman · Électrodynamique quantique · Chromodynamique quantique · Gravité quantique · Diagramme de Feynman Interprétations Problème de la mesure · Copenhague · Ensemble · Variables cachées · Transactionnelle · Mondes multiples · Histoires consistantes · Logique quantique · Réduction par l'observation (consciente) Physiciens Planck · de Broglie · Schrödinger · Heisenberg · Bohr · Pauli · Born · Dirac · von Neumann · Einstein · Bohm · Feynman · Everett · Penrose

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En physique quantique, le terme de variable cachée désigne des paramètres physiques hypothétiques qui ne seraient pas pris en compte par les postulats de la mécanique quantique, soit dans la définition de l'état quantique, ou dans l'évolution dynamique de l'état quantique. Ces variables cachées sont postulées par certains physiciens pour tenter d'apporter une solution notamment au problème de la mesure quantique, et aussi car elles correspondent à une certaine philosophie réaliste et déterministe de la physique.

Le concept de variable cachée est controversé et minoritairement défendu dans la communauté scientifique. Même si leur existence ne peut être rigoureusement exclue en fonction des connaissances actuelles, de nombreux éléments de preuve semblent converger pour établir que ces paramètres physiques posent davantage de problèmes philosophiques et techniques qu'ils ne sont censés en résoudre.

Néanmoins, le concept de variable cachée correspond à un courant historique fort, et qui a toujours une importance en philosophie des sciences.

Motivation

La mécanique quantique est non-déterministe, dans le sens où elle ne peut prédire avec certitude le résultat d'une mesure. Elle ne peut prédire que les probabilités des résultats d'une mesure. Cela conduit à une situation où la mesure d'une certaine propriété sur deux systèmes formellement identiques peut conduire à deux résultats différents. La question se pose inévitablement de savoir s'il peut exister un niveau de réalité plus profond, qui pourrait être formalisé par une théorie plus fondamentale que la mécanique quantique, et pourrait prédire avec certitude le résultat de la mesure.

En d'autres termes, la mécanique quantique telle qu'elle est formalisée pourrait être une description incomplète de la réalité. Une minorité de physiciens défendent l'idée que l'aspect probabiliste des lois quantiques ont en réalité un fondement objectif : les variables cachées. La plupart pensent qu'il n'existe pas de niveau de réalité plus fondamental, étayés en cela par le fait qu'une vaste classe de théories à variables cachées s'avère incompatible avec les observations.

Les variables cachées ne visent pas nécessairement à restaurer un déterminisme complet. Certaines théories à variables cachées, comme la mécanique stochastique de Edward Nelson, ou l'interprétation modale de Bas van Fraassen, restent indéterministes.