Le topic des sciences de l'univers. Antimatière tu perds ton sang froid !

[Arthropode]

Et ne pas oublier que ça peut faire peur les étoiles.



https://fr.wikipedia.org/wiki/Panne_...icaine_de_2003

Vous connaissez la (très bonne) nouvelle d'Asimov, Nightfall (quand les ténèbres viendront) ?

[Nilsou]

Ha oui dis donc ...

Par ailleurs, de nombreux habitants, peu habitués à voir la voûte céleste, s'étonnent de découvrir d'inquiétantes lueurs dans le ciel nocturne. Les standards téléphoniques de la mairie fonctionnant sur générateurs et les pompiers sont alors submergés d'appels d'individus croyant que la panne est l'œuvre d'un débarquement extraterrestre, alors qu'il s'agit de la Voie lactée, jusque-là invisible en ville du fait de la pollution lumineuse5.

.....

[Anonyme20240202]

[Nilsou]

Et si c'est simplement le phénomène d’interférence qui est actuellement mal pensé ? C'est à dire qu'un unique photon n'a pas besoin de « passer par les deux chemins » pour afficher ce type de frange d’interférence en moyenne.
Dans ce cas le paquet passe bien dans un seul chemin, dans les deux expériences, c'est juste qu'il est mesuré à la fin comme si il y avait de l'interférence, mais ce serait plutôt une propriété mal comprise des particules, qu'on interprète comme une interférence entre deux paquets d'ondes, parce que ça y ressemble, mais ce serait nawak.
Dans ce cas il n'y aucun problème spécifique...

[Helix]

Et tu as un truc à proposer, ou c'est pas plus qu'un "si ça trouve ils se gourent tous" ?

[Nilsou]

Bah non rien, je ne suis pas physicien, je dis juste que l'erreur de raisonnement peut se trouver là.

Vu que le mec de la vidéo semble incapable de proposer, comme tout le monde, une interprétation à la fin de sa vidéo autre que « c'est compliqué on sait pas trop » alors il n'y a qu'un choix restreint de choix :
- Soit l’interprétation reste à trouver.
- Soit celle ci est inaccessible à nos pauvres cerveaux se basant sur des analogies « classiques » et il vaut mieux renoncer à en trouver une.
- Soit il y a une erreur dans une des hypothèses des expériences qui emmène à une contradiction apparente là ou il n'y en a pas.

Les deux premiers cas ne sont pas rigolo à discuter, le second pour des raisons évidentes et le premier parce qu'a priori seul un physicien très malin pourrait y répondre. Mais si on se place dans le cas 3 c'est plus rigolo, il est toujours plus simple de trouver l'emplacement éventuel d'une faille de raisonnement.
Dans sa vidéo le seul endroit ou je vois une hypothèse, c'est sur l'interprétation du phénomène d’interférence. Il pose comme postulat que le phénomène d'interférence observé nécessite deux ondes qui interfèrent, et il en tire comme conclusion que le photon, dans cette expérience, se comporte comme si il passait par les deux chemins alors que lorsque c'est l'autre expé on peut assurer qu'il ne passe que par un chemin. Il en conclut que c'est comme si la nature du comportement du photon ne se décidait qu'a posteriori selon l’expérience.

Une faille potentielle du raisonnement serait sur la nature du phénomène d'interférence. Si on pose le problème dans l'autre sens en imaginant que l’expérience 1 est toujours valide, même dans l’expérience d'interférence, alors on a un photon qui est resté sur un unique chemin, et qui a donné une frange d’interférence, et le phénomène qui donne cette forme de frange d'interférence reste à établir mais ne serait pas celui imaginé au premier abord.
Sans évidemment que je n'ai les compétences pour deviner ce phénomène.

Mais j'imagine que quelqu'un a déjà réfléchis à ceci et proposer une expérience pour l'infirmer.
Il serait intéressant de voir exactement le même protocole expérimental que son expérience no 2 mais en bouchant aléatoirement le chemin du haut par exemple.

[Enyss]

C'est évident, les physiciens de ces 90 dernières années n'ont absolument pas réfléchi à ça.

[Laya]

Je n'ai pas vu la vidéo mais si on parle des fentes de young, la réponse a la question de Nilsou c'est la 2.
Si on postule les math, qu'en gros les photon sont des fonctions d'ondes, et tout l'attirail qui va avec tout devient 'naturel', il suffit de calculer sans se poser de question. Le problème c'est d'expliquer avec des mots des objets mathématiques complexes. On y perd toujours un oeu forcément.

[Nilsou]

Dans la vidéo il utilise justement un autre dispositif que les fentes de Young pour essayer de tester des hypothèses sur l'interprétation. Justement pour ne pas tomber dans le « calculate and shut up » (sic : dixit le mec de la vidéo).

La vidéo est très intéressante j'ai trouvé. Bien expliqué et claire, ça valait le coups d'y passer 1h. Je recommande.

[Arthropode]

Bah non rien, je ne suis pas physicien, je dis juste que l'erreur de raisonnement peut se trouver là.

Vu que le mec de la vidéo semble incapable de proposer, comme tout le monde, une interprétation à la fin de sa vidéo autre que « c'est compliqué on sait pas trop » alors il n'y a qu'un choix restreint de choix :
- Soit l’interprétation reste à trouver.
- Soit celle ci est inaccessible à nos pauvres cerveaux se basant sur des analogies « classiques » et il vaut mieux renoncer à en trouver une.
- Soit il y a une erreur dans une des hypothèses des expériences qui emmène à une contradiction apparente là ou il n'y en a pas.

Les deux premiers cas ne sont pas rigolo à discuter, le second pour des raisons évidentes et le premier parce qu'a priori seul un physicien très malin pourrait y répondre. Mais si on se place dans le cas 3 c'est plus rigolo, il est toujours plus simple de trouver l'emplacement éventuel d'une faille de raisonnement.
Dans sa vidéo le seul endroit ou je vois une hypothèse, c'est sur l'interprétation du phénomène d’interférence. Il pose comme postulat que le phénomène d'interférence observé nécessite deux ondes qui interfèrent, et il en tire comme conclusion que le photon, dans cette expérience, se comporte comme si il passait par les deux chemins alors que lorsque c'est l'autre expé on peut assurer qu'il ne passe que par un chemin. Il en conclut que c'est comme si la nature du comportement du photon ne se décidait qu'a posteriori selon l’expérience.

Une faille potentielle du raisonnement serait sur la nature du phénomène d'interférence. Si on pose le problème dans l'autre sens en imaginant que l’expérience 1 est toujours valide, même dans l’expérience d'interférence, alors on a un photon qui est resté sur un unique chemin, et qui a donné une frange d’interférence, et le phénomène qui donne cette forme de frange d'interférence reste à établir mais ne serait pas celui imaginé au premier abord.
Sans évidemment que je n'ai les compétences pour deviner ce phénomène.

Mais j'imagine que quelqu'un a déjà réfléchis à ceci et proposer une expérience pour l'infirmer.
Il serait intéressant de voir exactement le même protocole expérimental que son expérience no 2 mais en bouchant aléatoirement le chemin du haut par exemple.

C'est ça qui est justement impressionnant, si on a une seule fente, pas d'interférences, si on en rajoute une deuxième, les franges d'interférences apparaissent.
Et si on observait des phénomènes d'interférences sans avoir d'interférences, on l'aurait déjà remarqué.

[Shosuro Phil]

C'est ça qui est justement impressionnant, si on a une seule fente, pas d'interférences, si on en rajoute une deuxième, les franges d'interférences apparaissent.
Et si on observait des phénomènes d'interférences sans avoir d'interférences, on l'aurait déjà remarqué.

Oui mais ça, c'est connu depuis des lurettes, non? Je n'ai pas encore eu le temps de regarder la vidéo, c'est vraiment là-dessus que Nilsou nous raconte des trucs??

[Arthropode]

Bah je n'ai pas vraiment compris ce que Nilsou voulait dire.

[Nilsou]

Bah faut que vous regardiez la vidéo Sinon c'est pas très clair en effet

[Shosuro Phil]

Bon ben j'ai regardé la vidéo, et je ne vois pas de problème: le résultat, c'est que le photon unique se comporte exactement comme ce que dit Schrödinger, non? C'est clair que c'est contre-intuitif, mais cela ne pose de problème que si on insiste pour que les choses se passent de manière intuitive...

Par contre, j'ai adoré l'anecdote qu'il raconte à la fin (1:28:00 environ). "Do you have a permanent position?", dans les débats actuels sur la LPPR, c'est effectivement savoureux...

[Nilsou]

Disons que le truc c'est que les deux expériences ne me semblent contradictoire qu'en apparence. Même intuitivement. Dans son explication il fait la supposition que vu que la preuve a été établi précédemment que le photon passait bien en bas ou en haut alors que dans la seconde expérience il agissait comme si il avait été coupé en deux, alors c'est que la nature du photon, si on veut, à changé selon l’expérience à posteriori.
C'est une façon de présenter la chose un peu spéciale je trouve. Même si c'est peut être qu'une manière de présenter les choses.

De fait il aurait été intéressant de pouvoir détecter le chemin de passage de ce photon unique comme sur l'expé 1, ça aurait été bien plus impressionnant si il montrait que malgré les deux chemins les photons ne passent que par l'un des deux ET affiche bien les bandes en sortie. Mais on dirait qu'ils ne l'ont pas du tout fait dans l'expe finale, pour une raison que j'ai du mal à comprendre.

[Souly]

Disons que le truc c'est que les deux expériences ne me semblent contradictoire qu'en apparence. Même intuitivement. Dans son explication il fait la supposition que vu que la preuve a été établi précédemment que le photon passait bien en bas ou en haut alors que dans la seconde expérience il agissait comme si il avait été coupé en deux, alors c'est que la nature du photon, si on veut, à changé selon l’expérience à posteriori.
C'est une façon de présenter la chose un peu spéciale je trouve. Même si c'est peut être qu'une manière de présenter les choses.

De fait il aurait été intéressant de pouvoir détecter le chemin de passage de ce photon unique comme sur l'expé 1, ça aurait été bien plus impressionnant si il montrait que malgré les deux chemins les photons ne passent que par l'un des deux ET affiche bien les bandes en sortie. Mais on dirait qu'ils ne l'ont pas du tout fait dans l'expe finale, pour une raison que j'ai du mal à comprendre.

A priori, ce n'est pas possible : si tu mesures que le photon est passé par l'un des deux chemins, il n'interfèrera pas, et inversement. La mesure modifie la nature de l'objet, principe de base de la physique quantique.
À notre échelle, mesurer ça veut dire obtenir une manifestation non-quantique (voir le photon en haut ou en bas, ou observer les franges d'interférence) d'un phénomène quantique (particule ET onde). Si tu observes l'un, tu ne peux donc pas observer l'autre.

[Shosuro Phil]

Disons que le truc c'est que les deux expériences ne me semblent contradictoire qu'en apparence. Même intuitivement. Dans son explication il fait la supposition que vu que la preuve a été établi précédemment que le photon passait bien en bas ou en haut alors que dans la seconde expérience il agissait comme si il avait été coupé en deux, alors c'est que la nature du photon, si on veut, à changé selon l’expérience à posteriori.
C'est une façon de présenter la chose un peu spéciale je trouve. Même si c'est peut être qu'une manière de présenter les choses.

C'est un peu différent, en fait.

Ce qu'il dit, c'est que, entre les interprétations naïves de la nature fondamentale du photon, aucune n'est complètement compatible avec l'ensemble des résultats expérimentaux -- notamment quand on fait des efforts pour exclure le fait qu'il y ait plusieurs photons au lieu de un seul. Il ne dit pas "c'est pas une particule", il dit "c'est pas compatible avec la vision naïve d'une particule".

[ZyAvo]

https://www.amazon.fr/M%C3%A9canique.../dp/2889151557

[Enyss]

C'est un peu différent, en fait.

Ce qu'il dit, c'est que, entre les interprétations naïves de la nature fondamentale du photon, aucune n'est complètement compatible avec l'ensemble des résultats expérimentaux -- notamment quand on fait des efforts pour exclure le fait qu'il y ait plusieurs photons au lieu de un seul. Il ne dit pas "c'est pas une particule", il dit "c'est pas compatible avec la vision naïve d'une particule".

J'ajouterai que l'on a observé des franges d'interférences avec des molécules de taille respectable (>50 atomes). Ça ne concerne pas que le photon ou d'autres particules élémentaires.

[Shosuro Phil]

Non mais le principe de l'interférence avec des particules, je pense que c'est connu; la spécificité de ce que raconte Alain Aspect dans la vidéo, c'est de mettre en évidence des interférences d'une particule avec elle-même et seulement avec elle-même: on s'assure que la source n'envoie réellement qu'une seule particule à la fois (ou plutôt, que le niveau d'interférences qu'on mesure est supérieur à la contribution d'éventuelles particules simultanées).

[Helix]

Non mais le principe de l'interférence avec des particules, je pense que c'est connu; la spécificité de ce que raconte Alain Aspect dans la vidéo, c'est de mettre en évidence des interférences d'une particule avec elle-même et seulement avec elle-même: on s'assure que la source n'envoie réellement qu'une seule particule à la fois (ou plutôt, que le niveau d'interférences qu'on mesure est supérieur à la contribution d'éventuelles particules simultanées).

C'est nouveau ça ? Corrige moi si je me trompe, mais j'ai le souvenir qu'avec l'équation de Schrödinger, on voit bien que la particule interfère avec elle même au travers des deux fentes.

[Nilsou]

C'est un peu différent, en fait.

Ce qu'il dit, c'est que, entre les interprétations naïves de la nature fondamentale du photon, aucune n'est complètement compatible avec l'ensemble des résultats expérimentaux -- notamment quand on fait des efforts pour exclure le fait qu'il y ait plusieurs photons au lieu de un seul. Il ne dit pas "c'est pas une particule", il dit "c'est pas compatible avec la vision naïve d'une particule".

Après c'est pas tout à fait vrai, j'aime bien l’interprétation de De Broglie-Bohm, surtout que de mémoire elle a reçu quelques appuis assez récent via diverses expériences. Et pour le coups l'explication est très intuitive et marche bien. Même si elle recourt à un champs imaginaire non défini, c'est pas plus déconnant que l'école de Copenhague.

A priori, ce n'est pas possible : si tu mesures que le photon est passé par l'un des deux chemins, il n'interfèrera pas, et inversement. La mesure modifie la nature de l'objet, principe de base de la physique quantique.
À notre échelle, mesurer ça veut dire obtenir une manifestation non-quantique (voir le photon en haut ou en bas, ou observer les franges d'interférence) d'un phénomène quantique (particule ET onde). Si tu observes l'un, tu ne peux donc pas observer l'autre.

J'imagine bien, mais le mec dans la vidéo, étonnement, affirme avoir mis en place ce genre de détecteur sur l’expérience une.
J'imagine qu'il doit être possible de prendre un peu d’énergie au photon pour faire la mesure sans trop perturber l’expérience, d'une manière ou d'une autre...

C'est nouveau ça ? Corrige moi si je me trompe, mais j'ai le souvenir qu'avec l'équation de Schrödinger, on voit bien que la particule interfère avec elle même au travers des deux fentes.

Il remet pas en cause le fait que l'équation de Schrödinger fonctionne, il le test expérimentalement aux limites, et personne ne l'avait fait avant son premier test (qui date des années 80/90 quand même). Son idée est, je crois, de chercher une confirmation, une explication intuitive ou une faille.

[Enyss]

C'est nouveau ça ? Corrige moi si je me trompe, mais j'ai le souvenir qu'avec l'équation de Schrödinger, on voit bien que la particule interfère avec elle même au travers des deux fentes.

C'est une validation expérimentale de la théorie.

Pour le reste, Nilsou fait son Nilsou (l'école d'Amsterdam, vraiment... )

[Shosuro Phil]

C'est nouveau ça ? Corrige moi si je me trompe, mais j'ai le souvenir qu'avec l'équation de Schrödinger, on voit bien que la particule interfère avec elle même au travers des deux fentes.

Ce qu'il dit c'est que les validations expérimentales, pendant longtemps, étaient basées sur des calculs sur d'assez grands nombres pour qu'on ne puisse pas exclure que cette interférence ne soit vraie qu'avec plusieurs particules; et que même les expériences antérieures où on atténue suffisamment le flux pour qu'il y ait en moyenne moins d'une particule à la fin, produisent des nombres Poisson de particules, donc une probabilité non négligeable d'en avoir deux à la fois (grosso modo, le carré de la proba d'en avoir une seule), et qu'on ne pouvait pas exclure que ces intéractions détectées ne soit que la trace de ces cas, rares mais pas tant que ça, où il y en a deux et pas une (oui, désolé, le coup de la loi de Poisson ça m'a marqué, je m'y connais quand même beaucoup plus en probas qu'en physique).

[Helix]

C'est une validation expérimentale de la théorie.

Ce qu'il dit c'est que les validations expérimentales, pendant longtemps, étaient basées sur des calculs sur d'assez grands nombres pour qu'on ne puisse pas exclure que cette interférence ne soit vraie qu'avec plusieurs particules; et que même les expériences antérieures où on atténue suffisamment le flux pour qu'il y ait en moyenne moins d'une particule à la fin, produisent des nombres Poisson de particules, donc une probabilité non négligeable d'en avoir deux à la fois (grosso modo, le carré de la proba d'en avoir une seule), et qu'on ne pouvait pas exclure que ces intéractions détectées ne soit que la trace de ces cas, rares mais pas tant que ça, où il y en a deux et pas une (oui, désolé, le coup de la loi de Poisson ça m'a marqué, je m'y connais quand même beaucoup plus en probas qu'en physique).

Ok, merci à tous les deux. C'est très clair.

[Souly]

J'imagine bien, mais le mec dans la vidéo, étonnement, affirme avoir mis en place ce genre de détecteur sur l’expérience une.
J'imagine qu'il doit être possible de prendre un peu d’énergie au photon pour faire la mesure sans trop perturber l’expérience, d'une manière ou d'une autre...

Sur l'expérience 1, le photon passe seulement par l'un des chemins.
Sur l'expérience 2, le photon crée des franges d'interférence.

Deux possibilités pour expliquer la deuxième expérience :
- le photon passe aussi par un seul chemin à l'expérience 2 et réussit à faire apparaître quelque chose qui ressemble à des franges d'interférence, par un autre phénomène. Le truc, c'est que les franges en question dépendent non pas du chemin emprunté, mais des deux chemins. Modifie le chemin du bas et les franges bougeront, modifie le chemin du haut et pareil. Pourtant s'il passe par un seul chemin, modifier l'autre ne devrait pas avoir d'influence. On rejette donc cette hypothèse.
- le photon passe par les deux chemins et interfère avec lui-même. Il se comporte donc comme une onde dans l'expérience 2.

Les deux expériences mesure deux comportements différents du photon. C'est l'analogie du cylindre : dans un monde en 2 dimensions, si tu projettes la section, tu mesureras un disque, alors qu'en projetant dans le sens de la longueur, tu auras un rectangle. Une fois la projection faite (l'expérience 1), tu pourras toujours tourner ton résultat comme tu veux, tu ne transformeras pas ton cercle en rectangle. Essayer de voir un cercle et un rectangle à la fois, ce serait comme projeter dans n'importe quelle autre direction : tu obtiens un truc qui ne ressemble ni à un disque ni à un rectangle, bref tu ne détectes ni un comportement de particule, ni d'onde, c'est le bordel... Bon l'analogie a ses limites

Donc non, tu ne peux pas faire les deux expériences sur le même photon. Si tu détectes qu'il passe par un chemin, il ne pourra pas interférer puisque qu'il doit passer par les deux chemins pour ça.

[fractguy]

Y a quand même un truc dont vous ne parlez pas dans la vidéo, notamment l'expérience faite avec la caméra CCD.

On envoie un photon et un seul avec les deux fentes. Au niveau du détecteur, il se comporte comme une particule (un point, pas de frange). On continue d'envoyer des photons les uns après les autres. Tous se comportent comme des particules, en créant points après points sur le détecteur.

Sauf que l'ensemble des points forment une frange d'interférence, c'est ballot

Une autre vidéo qui symbolise mieux: https://www.youtube.com/watch?v=JlsPC2BW_UI

Ca signifie qu'entre l'émetteur et le détecteur, le photon est une onde (capable d'interagir avec lui même), et qu'au moment ou il interagit avec le détecteur, il devient une particule, en "forcant" sa présence en un point unique, le tout selon une probabilité égale à la distribution de la frange d'interférence.

On sait pas comment se passe exactement la réduction du paquet d'onde (comment le photon choisit sa position finale dans le champ de possibilité), même si on commence a avoir une idée assez fidèle via la décohérence quantique (certains états moins stables que d'autres disparaissent quand on rajoute des interactions au systeme, ici les trouzmilles interactions avec les atomes du détecteur).

Une autre vidéo de vulgarisation de la mécanique quantique qui parle de la décohérence vers 42:00 : https://www.youtube.com/watch?v=SA1uzOa7K2c

[Nilsou]

(l'école d'Amsterdam, vraiment... )

Oui bonnnn, Copenhague, Amsterdam, tout ça c'est pareil

Sur l'expérience 1, le photon passe seulement par l'un des chemins.
Sur l'expérience 2, le photon crée des franges d'interférence.

Deux possibilités pour expliquer la deuxième expérience :
- le photon passe aussi par un seul chemin à l'expérience 2 et réussit à faire apparaître quelque chose qui ressemble à des franges d'interférence, par un autre phénomène. Le truc, c'est que les franges en question dépendent non pas du chemin emprunté, mais des deux chemins. Modifie le chemin du bas et les franges bougeront, modifie le chemin du haut et pareil. Pourtant s'il passe par un seul chemin, modifier l'autre ne devrait pas avoir d'influence. On rejette donc cette hypothèse.
- le photon passe par les deux chemins et interfère avec lui-même. Il se comporte donc comme une onde dans l'expérience 2.

Jusque là OK.

Donc non, tu ne peux pas faire les deux expériences sur le même photon. Si tu détectes qu'il passe par un chemin, il ne pourra pas interférer puisque qu'il doit passer par les deux chemins pour ça.

Bah je vois pas en quoi tu ne peut pas tenter de la faire, si le mec dispose d'un moyens de savoir, sans trop altérer le photon, si il est passé par l'un ou l'autre chemin, il doit pouvoir le vérifier dans l'expe 2 tout en ayant quand même des franges d'interférences, je ne vois pas en quoi c'est contradictoire.
Après c'est pas très clair dans sa vidéo quel est son détecteur qui permet cela, il en parle rapidement quand il présente la version ++ de l'expé, mais sans précision.

[salinoc]

Bah je vois pas en quoi tu ne peut pas tenter de la faire, si le mec dispose d'un moyens de savoir, sans trop altérer le photon, si il est passé par l'un ou l'autre chemin, il doit pouvoir le vérifier dans l'expe 2 tout en ayant quand même des franges d'interférences, je ne vois pas en quoi c'est contradictoire.

Expliqué dans la vidéo : c'est exactement ce que le mec a tenté de faire, "utiliser un moyen de savoir s'il est passé par l'un ou l'autre chemin". Et ça a fait disparaître les les franges d'interférences. Donc c'est bien contradictoire.

[fractguy]

Nan mais dans les deux expériences, le photon passe par les deux fentes à la fois.

Sauf que dans l'expérience un, les deux canaux ne peuvent pas communiquer => chaque onde est indépendante, pas d'interférences, le photon se réduit sur le détecteur A ou B, et on déduit (faussement) qu'il est passé uniquement par la fente correspondante.

Dans l'experience deux, les deux canaux communiquent => les deux ondes se recombinent, frange d'interférence, le photon se réduit sur le détecteur A ou B en fonction des probas de la frange, et on déduit (sans se tromper) qu'il est passé par les deux fentes.

Et sinon on a pas moyen de "savoir sans trop altérer" le photon. Dès qu'on le mesure, on le bombarde d'interactions qui, à son niveau, lui fait perdre toutes ses propriétés quantiques le temps de la mesure. Donc si tu places un détecteur supplémentaire au niveau des fentes, tu auras: onde -> réduction en particule au moment de la 1ere détection -> onde qui ne passera que par une seule des fentes et évidemment par d'interférence (Cf la premiere vidéo que j'ai linké pour mieux visualiser).