Quantique les états

[kelthuzad]

Bonjour,

En physique quantique on dit souvent qu'une particule pouvant être dans un état ou dans un autre est dans les deux, une fois que l'observateur observe l'état on dit que c'est lui qui force la particule à être dans un état.

Pourquoi le formuler ainsi ? Est-ce que l'observateur à une réelle influence sur l'état de la particule ? Ou est-ce simplement que d'après lui il ne peut pas connaitre son état à l'avance et donc en voyant l'état il tire cette conclusion, mais alors pourquoi cette formulation ?

Si le deuxième cas, pourquoi ne dit-on pas simplement que la particule a une probabilité d'être dans tel ou tel état et que l'observateur le découvre lorsqu'il fait sa mesure.
J'entends souvent quelque chose comme : avant la mesure la particule est dans cet état et cet autre état. Pourquoi utilise-t-on ce "et" ?

Merci d'avoir lu.

[Skullkid]

Bonsoir, la formulation qui dit que la particule est dans les deux états à la fois est une vulgarisation maladroite qu'on voit en effet beaucoup (en fait ça remonte à Schrödinger qui a imaginé l'expérience du chat pour monter l'absurdité d'un objet qui serait dans deux états à la fois). La question de fond qui se cache derrière est celle de l'interprétation de la mécanique quantique.

La mécanique quantique c'est une théorie, donc un ensemble de concepts, de formules mathématiques et d'énoncés qui expliquent comment ces concepts et formules se rattachent à l'expérimentation et au "réel". Là où il y a liberté d'interprétation (qui est une question d'ordre philosophique et non purement physique) c'est quant à statut à donner aux divers concepts : par exemple, la fonction d'onde a-t-elle une réalité physique ou n'est-elle qu'un objet mathématique instrumental dans la théorie ?

L'interprétation la plus répandue (dite de Copenhague) dit que la mécanique quantique est affaire de probabilités d'observations et que tous les calculs qui se font en amont ne sont que formalisme mathématique sans existence concrète, c'est-à-dire que le concept d'état quantique n'est rien d'autre qu'un objet mathématique pratique pour encoder des probabilités. Du point de vue de cette interprétation, si une particule est dans la superposition des états "être à la position x1" et "être à la position x2" (phrase qui a un sens mathématique précis et univoque), ça n'a aucun sens de chercher à connaître la position de la particule avant de la mesurer. La seule chose "tangible" que tu peux dire c'est que la position mesurée vaudra x1 ou x2 avec telles probabilités.

Une autre interprétation (De Broglie-Bohm) te dira au contraire que la particule a bel et bien une position bien définie avant la mesure et que la particule évolue de façon entièrement déterministe, mais que tu n'as aucun moyen de connaître la position avant de faire la mesure. Une autre interprétation encore (Everett) te dira qu'il y a plusieurs "mondes", certains où la particule a une position x1, d'autres où elle a une position x2.

Tu peux choisir l'interprétation que tu préfères, c'est une histoire de goût.

[kelthuzad]

Merci beaucoup.