Jusqu'à présent, et ce sera encore le cas de ce 9eme billet, l’ensemble de mes billets aussi incroyables soient ils sont factuels et incontestables.

Aucune faute de forme ni aucune éventuelle imprécision à la marge ne vient réduire une bribe du discours des concepts de fond.

On peut ne pas avoir compris, on peut être choqué et c’est normal avec la mécanique quantique, rien, absolument rien dans ces billets ni contestable, ni contesté (par la communauté scientifique), ni même sujet au moindre problème d’interprétation 

J’aimerai à ce stade présenter la dernière expérience incontestable et incontestée qui a levé le voile sur un des premiers problèmes d’interprétation de la mécanique quantique et qui a été selon moi la plus belle passe d’arme intellectuelle du 20eme siècle brillamment incarnée dans le débat passionné entre Albert Einstein et Niels Bohr.

En mai 1935...Einstein et ses collègues Boris Podolski et Nathan Rosen publient un article jetant le doute sur la validité ou sur la complétude de la mécanique quantique 

Ils voulaient prouver que la théorie quantique n’était qu’un puzzle incomplet, insuffisante pour comprendre les phénomènes des systèmes quantique 

La réticence d’Einstein envers certains principes de la mécanique quantique, bien que, et je n’ai pas abordé la mécanique quantique par l’angle historique, Einstein ait été en première ligne de l'élaboration de la théorie, sa réticence donc est de notoriété publique.

Il avait déjà manifesté ses réticences au sujet de l’effondrement de la fonction d’onde notamment lors d’une mesure...et ce point reste un débat ouvert dans le domaine de l’interprétation de la mécanique quantique 

Mais son idée géniale, pour tester la mécanique quantique et tenter de l’invalider consistait à considérer le sujet de l’intrication quantique que j’ai abordé au travers des 2 vidéos de Julien Bobrof et de Claude Aslangul ci-dessus

Cette intrication quantique peut s’expliquer de 2 manières à priori

- Soit en considérant que les corrélations qu’on constate entre 2 particules intriquées à grande distance (comme un lien fantomatique à distance pour reprendre les termes d'Einstein) sont simplement dus à une fixation à priori des mêmes valeurs entre les particules AVANT L’ACTE DE MESURE donc préalablement fixées au moment même où elles ont été séparées.

C’est l’interprétation de la physique classique soutenue par Einstein 

- Soit en considérant que les corrélations qu’on constate entre 2 particules intriquées à grande distance (toujours ce lien fantomatique à distance) sont indéterminés avant la mesure et que c’est uniquement lors de la mesure sur le premier quanton intriqué (et séparé du second) que les valeurs se corrèlent à distance pour obtenir la même valeur qui, à priori, n’est donc ni fixée ni déterminée (on en calcule une probabilité)

C’est l’interprétation de la physique quantique soutenue par Bohr

C’est donc un match à mort entre le principe de réalité de la mécanique classique qui suppose un principe de réalité qui suppose la localité donc l’espace et le temps comme un cadre fondamental 

Et la mécanique quantique qui suppose l’autre principe de réalité qui admet qu’un système quantique cohérent et intriqué continue d’être relié à distance alors que les deux particules sont séparées dans l’espace

Je ne vais pas rentrer dans le détail de l’expérience, juste dresser les grandes étapes de la mise en œuvre expérimentale 

Au départ en 1951...devant la difficulté théorique de pouvoir obtenir le degré de précision nécessaire lors des mesures concernant des variables de vitesse et de position concernant 2 particules intriquées, David Bohm suggère d’abandonner l’idée de tester l’intrication à partir de 2 variables continues (vitesse et position) et de considérer deux valeurs discrètes et binaire donc celles liées au spin des particules 

Mais aucun test expérimental théorique n’est encore concevable pour expérimenter l’idée

Ce test, c’est John Bell, en 1964 qui l’établit. 

Il dégage une inégalité mettant en jeu les variables proposées par Bohm

En pratique, la physique quantique prédit que cette inégalité peut être violée dans certaines conditions expérimentales alors que, selon la physique classique, elle doit toujours être vérifiée.

La théorie du test s’appuie sur un raisonnement de la théorie des ensembles mais je mettrai une vidéo de 4 minutes afin de montrer l’essence du raisonnement, vu sa complexité à le vulgariser

D'espagnat à donné la démonstration la plus claire et la plus esthétique de mon point de vue dans "théorie quantique et réalité" mais je laisserai le lecteur...lire...et le scientifique en puissance...creuser.

En 1972, une expérience menée par Clauser et Freedman indique une violation des inégalités mais l’expérience manque de précision pour conclure

En 1975, Alain Aspect propose un protocole irréfutable. Les quantons sont essentiellement des protons et des photons.

Concernant les protons, c’est l’orientation des spin des particules qui sera mesuré 

Pour les photons, on mesurera une autre caractéristique binaire : la polarisation

En 1982, 7 ans plus tard, le dispositif est prêt 

Les résultats sont obtenus en 1982 : les inégalités de Bell dans la variante utilisée par Aspect devait être
Aspect et son équipe ont trouvé une des plus forte violation jamais observée depuis cette expérience en trouvant la valeur 2,70

La mécanique quantique a gagné, Bohr a défait Einstein dans une certaine conception de principe de réalité (je reste plus proche d'Einstein philosophiquement, je m’expliquerai peut être là-dessus si je trouve des mots compréhensibles)

En pratique 

La propriété "polarisation" est bien acquise aléatoirement par le quanton uniquement quand il est mesuré, il ne peut exister de variables cachées locales à rajouter à la théorie pour la compléter (existe néanmoins des théories qui incluent des variables alocales mais marginales et peu intellectuellement satisfaisantes) 

Le principe de non séparabilité d’un système quantique est acté

Se posera donc la question interprétative à un moment donné et concernant notre compréhension des principes de réalité de savoir pourquoi l’espace n’est pas un principe de réalité absolu (acquis dans la communauté), si le temps n’est pas un principe de réalité absolu (Connes et Rovelli entre autres le pensent) et si, la réalité est indépendante à notre observation (ou pas) si un certain "réalisme scientifique" peut subsister

Mais là...va falloir ouvrir des chapitres où nous allons commencer à réfléchir...donc rentrer dans différentes interprétations qui ne sont pas encore tranchées

Nous aborderons ces débats autour de l'interprétation de la mécanique et des raisons de l'effondrement de la fonction d'onde lors d'une observation ou d'une mesure dans des billets à venir

Mais d'abord une présentation rapide dans la première vidéo de cette expérience EPR

Et dans la seconde vidéo, Alain Aspect lui-même qui nous fait part de sa remarquable expérience et de sa tranche de vie autour de ce qui lui a valu une renommée mondiale