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zenalpha

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  2. zenalpha
    « Le blanc sonne comme un silence, un rien avant tout commencement.
    Le noir est comme un bûcher éteint, consumé, qui a cessé de brûler, immobile et insensible comme un cadavre sur qui tout glisse et que rien ne touche plus.
    La couleur provoque une vibration psychique.
    Et son effet psychique superficiel n'est, en somme, que la voie qui lui sert à atteindre l'âme.
    Ainsi l'âme de l'artiste, si elle vit vraiment, trouve par elle-même quelque chose à dire.
    La peinture est un art, et l'art dans son ensemble n'est pas une création sans but qui s'écoule dans le vide.
    C'est une puissance dont le but doit être de développer et d'améliorer l'âme humaine. »
    Vassily Kandinsky - 1866-1944



  3. zenalpha
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    Cet article est la traduction de « How reality may be a sum of all possible realities », publié sur Quantamagazine.org le 6 février 2023.
    Physique
    La réalité, somme de tous les possibles ?
    Inventée par le physicien Richard Feynman, « l’intégrale de chemin » a tout d’une formule magique : elle fonctionne à merveille, mais son sens fait débat. L’enjeu n’est rien d’autre que la compréhension du monde réel.
    La formule la plus puissante de la physique commence par un S élancé, le symbole d’une sorte de somme appelée « intégrale ». Un peu plus loin on croise un deuxième S, représentant une quantité connue sous le nom d’« action ». Ensemble, ces deux S sont l’essence (et même l’eSSence !) de l’équation sans doute la plus efficace jamais conçue pour prédire l’avenir. Son nom : l’intégrale de chemin de Feynman. Autant que les physiciens puissent en juger, elle prédit le comportement de tout système quantique – électron, rayon de lumière et même trou noir. On lui doit tant de succès que nombre de scientifiques y voient une fenêtre ouvrant sur le cœur même du réel.
    Bien qu’elle orne des milliers de pages d’articles de physique, cette équation relève plus de la philosophie que de la recette rigoureuse. Elle suggère que notre réalité est un assemblage – une somme – de tous les possibles imaginables. Mais sans préciser exactement comment il faut additionner. En conséquence, depuis des décennies, les physiciens multiplient les approximations pour appliquer l’intégrale à différents systèmes physiques, avec assez de réussite pour que les plus intrépides visent l’intégrale de chemin ultime : celle qui, mixant toutes les formes possibles d’espace et de temps, accouche pile poil de « notre » univers. Hélas, la confusion est grande quand il s’agit de décider quelles possibilités exactes la somme doit prendre en compte.
    Toutes pour une :
    La physique quantique a vraiment pris son envol en 1926, quand Erwin Schrödinger décrivit, dans l’équation qui porte son nom, comment les états ondulatoires des particules évoluent à tout moment. Puis Paul Dirac proposa sa vision, différente, d’un monde quantique fondé selon lui sur le « principe de moindre action » – schématiquement, entre A et B, la route empruntée est forcément la plus économe en temps et en énergie. En enrichissant cette idée, Richard Feynman a dévoilé son intégrale de chemin en 1948.
    Le cœur de sa philosophie se révèle dans l’expérience fondatrice de la double fente de Young. À l’aide de particules, on bombarde une barrière percée de deux fentes et on observe le résultat sur un mur derrière. S’il s’agissait de balles, une série d’impacts se formerait derrière chaque fente. Mais les particules, elles, atteignent le mur sous forme de bandes alternées. Cela suggère que, au travers des fentes, circule en réalité une onde représentant les positions possibles de la particule. Les deux fronts d’onde qui émergent interfèrent l’un avec l’autre, dessinant des pics où la particule a le plus de chance d’être détectée.
    Ces franges d’interférence sont de la plus haute bizarrerie : elles impliquent que les deux chemins possibles empruntés par les particules à travers la barrière ont une réalité physique. L’intégrale de chemin suppose que les particules se comportent ainsi, qu’il y ait ou pas fente et barrière. Ajoutez une troisième fente, et la figure d’interférence s’adaptera pour refléter la nouvelle route possible. Balafrez la barrière jusqu’à ce qu’elle ne soit plus que fentes ; puis remplissez tout l’espace avec ce genre de barrière percée. D’une certaine manière, toute particule traversant cet espace passe par toutes ces fentes, même si sa route étrange multiplie les détours sous forme de loopings. Tout ça pour que, additionnées correctement, toutes ces options se comportent comme s’il n’y avait aucune barrière : en formant un simple point lumineux sur le mur.
    Cette vision du comportement particulaire est radicale, mais nombre de physiciens la prennent au sérieux. « Pour moi, c’est complètement réel », est convaincu Richard McKenzie, de l’université de Montréal, au Canada. Comment diable une infinité de routes incurvées peuvent-elles finir en ligne droite ? En caricaturant, l’astuce de Feynman consiste à considérer chaque route, calculer son action (le temps et l’énergie requis pour parcourir le chemin), et en tirer un nombre appelé « amplitude », dont le carré indique la probabilité qu’une particule prenne cette route particulière. La somme de toutes les amplitudes donne l’amplitude totale d’une particule en mouvement entre ici et là – l’intégrale de tous les chemins.
    Dit naïvement, une route en lacets est tout aussi probable qu’une droite, parce que chaque trajectoire individuelle a une amplitude de même taille. Ces amplitudes s’expriment par des nombres complexes – et c’est crucial. À la différence des nombres réels, semblables à un point sur une ligne, les complexes sont comme des flèches. Ils pointent dans des directions différentes, pour différents chemins. En conséquence, pour une particule en déplacement, les amplitudes des trajectoires plus ou moins rectilignes pointent toutes dans la même direction. Elles s’amplifient l’une l’autre, alors que les trajectoires sinueuses pointent chacune dans une direction, et finissent par se neutraliser. Seule la ligne droite demeure, ainsi est démontré comment un chemin de moindre action, unique, émerge d’une infinité d’options quantiques. Feynman a montré que son intégrale de chemin équivaut à l’équation de Schrödinger. Sa méthode a pour avantage d’aborder le monde quantique de façon plus intuitive : sommez tous les possibles !
    La somme de toutes les vagues
    Les physiciens ont vite compris que les particules étaient des excitations des champs quantiques – des entités qui remplissent l’espace avec des valeurs en tout point. Là où une particule peut se déplacer d’un endroit à l’autre en suivant divers chemins, un champ peut onduler de diverses manières. Par bonheur, l’intégrale de chemin fonctionne aussi avec les champs quantiques. « Ce qu’il faut faire est évident, insiste Gerald Dunne, de l’université du Connecticut. Au lieu de faire la somme de tous les chemins, vous additionnez toutes les configurations de vos champs. » Vous identifiez les agencements initiaux et finaux, puis vous envisagez toutes les histoires possibles qui les relient.
    En 1949, s’appuyant sur son intégrale, Feynman élabore une théorie quantique du champ électromagnétique. Des confrères s’efforcent de calculer les actions et amplitudes pour d’autres forces et d’autres particules. Quand des physiciens prédisent l’issue d’une collision au Grand collisionneur de hadrons du Cern, enfoui sous la frontière franco-suisse, l’intégrale du chemin sous-tend quantité de leurs calculs. La boutique du Cern propose même un mug affichant l’équation qui permet d’en calculer l’élément clé : l’action du champ quantique connu.
    En dépit de son triomphe en physique, l’intégrale de chemin sème le trouble chez les mathématiciens. La particule en mouvement la plus simple dispose d’une infinité de chemins possibles. Avec les champs, c’est pire encore : car leur valeur peut changer d’une infinité de manières et dans une infinité de lieux. Avec ingéniosité, les physiciens savent faire face à cet édifice branlant truffé d’infinis, mais aux yeux des mathématiciens l’intégrale n’a jamais été conçue pour fonctionner dans un tel environnement. Avec humour, le physicien théoricien Yen Chin Ong, de l’université de Yangzhou, en Chine, n’hésite pas à affirmer que « c’est comme de la magie noire ».
    Et pourtant, les résultats sont là, incontestables. Les physiciens sont même parvenus à estimer l’intégrale de chemin pour l’interaction forte, cette force extraordinairement complexe qui maintient ensemble les particules dans le noyau atomique. Pour y parvenir, ils ont réussi deux coups de « pirates ». Tout d’abord, ils ont fait du temps un nombre imaginaire, une astuce étrange qui transforme les amplitudes en nombres réels. Puis ils ont réussi une approximation du continuum espace-temps, infini, sous forme d’une grille finie. Les adeptes de cette approche de la théorie quantique des champs « sur le réseau » utilisent l’intégrale de Feynman pour calculer les propriétés des protons et autres particules soumises à l’interaction forte, triomphant de mathématiques encore chancelantes pour obtenir des réponses solides qui concordent avec les expérimentations.
    De quoi l’espace-temps est-il la somme ?
    Toutefois, le plus grand mystère de la physique théorique demeure hors de portée de toute expérience. Les physiciens souhaitent comprendre l’origine quantique de la force de gravité. En 1915, dans sa grande refonte théorique, Albert Einstein a fait de la gravité le résultat d’une courbure dans la trame de l’espace-temps. Il a révélé que la longueur d’un bâton de mesure et le tic-tac d’une horloge changent selon l’endroit : en d’autres termes, il a fait de l’espace-temps un champ malléable. Puisque les autres champs sont de nature quantique, la plupart des physiciens s’attendent à ce que l’espace-temps le soit aussi, et que l’intégrale de chemin rende compte de ce comportement.
    La philosophie de Feynman est sans ambiguïté : les physiciens doivent faire la somme de toutes les formes possibles de l’espace-temps. Mais en regardant de près la forme de l’espace et du temps, qu’est-ce qui est possible, exactement ? Que l’espace-temps puisse se diviser, par exemple en séparant un lieu d’un autre, cela est concevable. Qu’il puisse être perforé par des tubes – ou trous de vers – connectant un lieu à un autre aussi. Les équations d’Einstein autorisent ces formes exotiques, mais interdisent les changements qui pourraient y conduire ; en effet, les déchirures ou les fusions dans la trame violeraient le principe de causalité et soulèveraient le paradoxe du voyage dans le temps. Nul ne sait si une telle audace et plus encore est permise à l’échelle quantique, si bien que les physiciens hésitent à injecter dans « l’intégrale de chemin gravitationnelle » cet espace-temps aux allures d’emmental.
    Un camp, néanmoins, soupçonne qu’on peut tout y ranger. Stephen Hawking, par exemple, s’est fait le héraut d’une intégrale de chemin compatible avec les déchirures, trous de vers, beignets et autres variations « topologiques » sauvages. Pour rendre les mathématiques plus faciles d’emploi, il s’appuie sur le tour de pirate qui consiste à exprimer le temps en nombre imaginaire. En effet, rendre le temps imaginaire en fait une dimension supplémentaire de l’espace. Sur une scène désormais intemporelle, il n’y a plus de notion de causalité que les trous de ver ou les univers déchirés puissent venir gâcher. Cette intégrale de chemin hors du temps et « euclidienne », Hawking l’utilise pour soutenir que le temps trouve son origine dans le Big Bang et pour dénombrer les « briques » d’espace-temps à l’intérieur d’un trou noir. Récemment, d’autres chercheurs ont employé l’approche euclidienne pour défendre l’hypothèse qu’un trou noir en fin de vie laisse fuiter de l’information.
    Voilà qui « semble être le point de vue le plus riche à épouser, note Simon Ross, de l’université de Durham, au Royaume-Uni. L’intégrale de chemin gravitationnelle, définie de façon à inclure toutes les topologies, a des propriétés magnifiques que nous ne comprenons pas encore tout à fait ».
    Aux yeux de certains physiciens, le prix à payer est néanmoins exorbitant. Abandonner un élément du réel aussi structurant que le temps est pour eux inacceptable. L’intégrale de chemin euclidienne « est vraiment totalement non physique », n’hésite pas à contester Renate Loll, de l’université Radboud, à Nimègue, aux Pays-Bas. Son camp s’efforce de conserver le temps dans l’intégrale du chemin, dans le cadre de l’espace-temps que nous connaissons et aimons, celui dans lequel les causes précèdent strictement les effets. L’intégrale de chemin est alors bien plus redoutable, mais après des années à chercher des façons d’en trouver une approximation Renate Loll a fini par trouver des indices encourageants. Dans un article, avec ses collaborateurs, elle a par exemple additionné un ensemble de formes standard de l’espace-temps (chacune représentée, en première approximation, par un matelas de minuscules triangles) et obtenu quelque chose comme notre Univers – ce qui équivaut, pour l’espace-temps, à montrer que les particules se meuvent en ligne droite.
    D’autres ont fait avancer l’intégrale de chemin euclidienne, en prenant en considération tous les changements topologiques. En 2019, des chercheurs ont défini avec rigueur une intégrale complète – pas une approximation – pour des univers à deux dimensions, mais les outils mathématiques utilisés ont fini par brouiller le sens que cela pourrait avoir dans la réalité physique. De tels travaux ne font qu’accroître l’impression, chez les physiciens et les mathématiciens, que l’intégrale de chemin détient un pouvoir qui ne demande qu’à être maîtrisé. « Peut-être n’avons-nous pas encore tout défini dans le détail », veut bien reconnaître Yen Chin Ong. Mais la confiance est là. « Ce n’est qu’une question de temps. »
  4. zenalpha
    On rentre ici dans le cœur du sujet philosophique central du topic qui concerne le problème de l'interprétation de la mécanique quantique.

    La mécanique classique s'appuie sur des équations formulées par Newton vers la fin des années 1600, l'électromagnétisme sur des équations découvertes fin 1800, la relativité restreinte de 1905, la relativité générale de 1915

    Ce que...toute la physique a en commun est la mise en place d'équations différentielles qui s'expriment dans le temps.

    Et ce qui est commun dans tous les formalismes, c'est leur traitement parfaitement symétrique du passé et de l'avenir qui interroge la question de la flèche du temps.

    Rien, dans ces équations ne permet de distinguer l'avant de l'après dans le temps

    Passé et futur sont sur un pied d'égalité 

    La mécanique quantique s'appuie notamment nous l'avons vu sur une équation formulée par Schrodinger en 1926.

    Il n'est pas....philosophiquement....nécessaire d'en savoir beaucoup de choses excepté qu'elle a pour donnée d'entrée l'onde de probabilité quantique prise à un moment donné et qu'elle détermine l'évolution de cette fonction d'onde probabiliste dans le temps.

    Si cette onde est celle de l'électron (mon poisson soluble du billet num 2), on peut utiliser cette équation pour prédire par exemple la probabilité de localiser l'électron en n'importe quel point et à n'importe quel instant.

    Tout comme Newton, Maxwell et Einstein, la loi quantique de Schrodinger adopte un traitement égalitaire du passé et du futur dans le temps

    D'ailleurs...la théorie quantique des champs que je n'ai pas encore évoquée et qui "mixe" mécanique quantique avec la relativité restreinte garde exactement la même symétrie par rapport aux équations et la non résolution de la question de la flèche du temps (l'écoulement perceptible du passé vers le futur)

    En mécanique quantique...un film qui montrerait une onde de probabilité commençant "comme ceci" et finissant "comme cela" pourrait être totalement inversé sans que personne le voyant projeté dans un sens ou dans l'autre n'ait aucun moyen de démontrer que la séquence réelle des événements est l'un des 2 films projetés du passé vers le futur.

    Dit autrement, la séquence du passé vers le futur comme la séquence du futur vers le passé sont toutes deux des solutions à l'équation de Schrodinger 

    Or nous l'avons vu, certaines expériences ont déjà remises en question le principe de localité (fait acquis par la communauté scientifique) et certaines expériences de John Wheeler rappelées par Alain Connes dites "à choix retardé" suggèrent des phénomènes de rétro causalité, toujours au niveau quantique évidemment...

    Autrement dit et ici réside le problème dit de la mesure, l'évolution de la fonction d'onde se déroule en 2 étapes distinctes.

    La première, est cette formalisation du système quantique par l'évolution de la fonction d'ondes

    Cette équation garantit que cette fonction d'onde varie de manière prédictible et continue (un peu comme une vague sur un lac)

    Tout le monde s'accorde ici sur le formalisme et sur la manière de résoudre ces problématiques de mécanique quantique 

    Qui ressemble quelque part à la mécanique ondulatoire d'une vague qui se déplacerait à la surface d'un lac

    Sauf que cette fonction d'onde probabiliste n'est PAS observable 

    Mais....

    Dans la seconde étape lors d'une mesure, on reprend contact avec la réalité observable en MESURANT le système quantique 

    Et la fonction d'onde change ici brutalement d'état

    Elle s'effondre donnant la probabilité en tout point de 0% à l'exception du point où on observe réellement la particule ou donc la probabilité est passée à 100%

    Ici, aucun comportement ondulatoire ni corpusculaire en mécanique classique ne vient par analogie nous donner une image de cette seconde étape dit de l'effondrement de la fonction d'onde qui, d'une probabiliste de présence plus ou moins dense dans l'espace devient un corpuscule bien localisé.

    En mécanique classique, des notions de thermodynamique viennent donner des explications satisfaisantes à ce problème de la flèche du temps

    Mais en mécanique quantique, aucune explication ne fait l'unanimité sur la cinématique, les raisons, ni même le processus opératoire de l'effondrement de la fonction d'ondes pour matérialiser un corpuscule 

    La première étape est donc mathématiquement rigoureuse et totalement appropriée par toute la communauté scientifique, l'équation de Schrodinger 

    Mais l'effondrement de cette fonction d'onde n'a...aucun cadre théorique qui fasse l'unanimité (doux euphémisme) et est une "pièce rapportée" à la théorie 

    La notion d'effondrement de la fonction d'ondes est une simple conciliation a l'expérience qui postule que les mesures imposent à la fonction d'onde, pouvant prendre des dimensions gigantesques dans l'espace, de s'effondrer instantanément pour matérialiser dans un point unique dudit espace un corpuscule sans qu'on ne puisse connaître a priori l'endroit mais conformément aux probabilités distribuées dans l'espace par la fonction d'onde de Schrodinger 

    Ici réside 90% de la littérature....philosophique....à propos du problème de la mesure et de l'interprétation de la mécanique quantique 

    Pour comprendre Rovelli et Helgoland, c'est ce chapitre, en marge des ... calculs de mécanique quantique....qu'il faudra bien ouvrir 
  5. zenalpha
    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
     
  6. zenalpha
    Jusqu'à présent, j’ai évoqué des principes simples ainsi que la construction formelle utilisée en 2022 pour les calculs concernant la seule et unique mécanique quantique.

    Je vais dans un premier temps rester dans ce seul cadre de la MQ sans rentrer dans la théorie quantique des champs qui permet de quantifier à peu près de manière satisfaisante 3 des principales forces de la physique pour déboucher sur le modèle standard de la physique des particules
    Nous verrons ce point dans la série concernant la physique des particules et les expériences au LHC du CERN

    Et nous n' évoquerons pas davantage les théories de gravitation quantique qui visent à minima à quantifier la relativité générale qui échappe à ce modèle et dans l’idéal à unifier le modèle standard et la relativité générale dans une théorie dite du tout.

    Restons aux pieds de cet édifice intellectuel ici, la mécanique quantique

    Nous aurons remarqué que, malgré les prédictions les plus précises qu’une théorie physique n’ait jamais été capable de faire, malgré son aspect fondamental puisque la mécanique classique n’est qu’une conclusion naturelle de la mécanique quantique dont elle est la conséquence (cas limite du principe de moindre action), malgré les débouchés technologiques majeurs qu’elle a autorisé et qu’elle laisse entrevoir, malgré la pluie de Nobels ayant récompensé Einstein, De Broglie, Bohr, Heisenberg, Schrödinger, Dirac, Pauli, Born et j’en oublie certainement... malgré ses succès retentissants et perceptibles...

    D’une part elle reste extrêmement méconnue mais surtout, elle reste énigmatique en terme de compréhension de la structure du principe de réalité que nous nous forgeons sur le monde.

    Helgoland de Rovelli traite justement de l’interprétation que nous pouvons donner à ce principe de réalité à propos du bestiaire important de "bizarreries" quantique qui interrogent notre conception de localité (exemple - non séparabilité de systèmes intriqués), de temps (exemple - expérience des fentes de Young dites à choix retardé) et du rapport entre une "réalité extérieure", le système physique et l’observation (les instruments de mesure et / ou l’observateur)

    Elle reste à priori énigmatique sur la question du mode opératoire de l’effondrement de la fonction d’onde lors d’une mesure 

    Je rappelle que, conformément à l’intuition révolutionnaire de Werner Heisenberg à Helgoland (d’où le titre de l’essai de Rovelli), la théorie ne nous dit JAMAIS où se trouve une "particule de matière" quand nous ne la regardons pas.

    Elle nous indique seulement la probabilité de la trouver en un point donné SI nous l’observons.

    Quelle est la nature de ce "nuage de probabilités" capable d’interférer avec lui-même ou avec d'autres fonctions d'onde ?

    L’acte de mesure (ou d’observation) change totalement l’état du système quantique initial (sauf les expériences de Serge Haroche non intrusives qui ont fourni de précieux renseignements) et le formalisme de la mécanique quantique ne concerne que des structures abstraites ayant pour but de prédire la...probabilité...de survenance de tel ou tel observable.

    Tout cela a ouvert la porte à ce qu’on appelle "les interprétations de la mécanique quantique".

    Elles concernent tout autant notre représentation du monde quantique fondamental (du monde....tout court) que du rôle d’une théorie scientifique dans la description de notre  monde.

    Une théorie doit elle se borner à décrire ce que nous observons ou doit-elle permettre de comprendre la nature d’un phénomène dont nous savons que les attributs sont totalement différents avant que nous l’observions ?

    A ce stade...Rovelli ne nous propose pas une réponse clé en mains....il nous propose son interprétation ... à date de 2022 donc en connaissance des dernières actualités qui ont éclairé le sujet

    Et ce qui m’a sidéré comme je l’indiquais, c’est que c’est très précisément la mienne.

    Mais là....il ne suffit pas de s’approprier quelques concepts avérés, il va falloir apprendre à réfléchir sur des phénomènes particulièrement étranges qui ont généré de multiples débats et de multiples expérience pour en cerner les contours : l'intrication quantique

    Et si la route est longue, nous allons aborder ce concept d'intrication quantique avant d'évoquer la réalisation de l’expérience EPR par Alain Aspect en 1982 qui a jeté les contours d'une nouvelle conception de notre rapport ... à la réalité.
     
     
  7. zenalpha
    Cette notion d'espace de Hilbert nous ramene à ce voyage de Charlotte Dampierre dans "le théâtre quantique d'Alain Connes" et le premier billet concernant cette série à propos de la mécanique quantique

    La théorie quantique résumée en quelques billets rapides d'initiation associe vous l'aurez compris à chaque état donc à chaque configuration du système physique un vecteur mathématique dans un espace abstrait dont le nombre de dimensions (c'est ce que je vais approfondir) dépend du système étudié : notre électron sus nommé "poisson soluble" (voir post num 2), une molécule, ou même un solide constitué d'un nombre gigantesque de particules TANT QUE le système reste quantique et donc sans avoir décohéré.

    Ce point de grandir les échelles du quantique...au mésoscopique...à des dimensions encore plus importantes dont les limites....ne sont pas connues...est un enjeu majeur par exemple pour l'ordinateur quantique 

    Le système décrit par la mécanique quantique peut-être aussi immatériel comme la lumière visible ou une onde électromagnétique.

    Et tout cela évidemment dans des situations expérimentales d'isolement, de froid....qui permettent de préserver toutes les caractéristiques quantique évoquées.

    Sur ce point, je détaillerai l'intrication quantique et dans une moindre mesure l'effet tunnel ou la téléportation quantique 

    Bref...

    Le vecteur quantique associé à un système donné à autant de dimensions dans cet espace de Hilbert que de configurations possibles pour l'ensemble du système 

    Pour certains....ce nombre est fini.

    D=2 dans le cas trivial où le système évolue entre 2 états quantique seulement 

    Pour d'autres systèmes, la dimension de l'espace des états est infinie, le vecteur représentant l'état quantique ayant alors une infinité continue de coordonnées 

    Ce petit mystère est aussi une clé de compréhension pour comprendre pourquoi Alain Connes nous explique pourquoi le formalisme quantique est le formalisme mathématiques capable de faire coexister le continu avec le discret.

    Et pourquoi son modèle entre dans le cadre dit des "espaces flous" qui sont des espaces de la réalité physique qui ne sont ni complètement continus ni complètement discrétisés

    C'est la grosse différence entre la gravitation quantique à boucles de Rovelli qui discrétise tout y compris la gravité avec le graviton comme l'espace-temps...du modèle physique suggéré par Alain Connes qui fait cohabiter un espace continu à un espace discret au travers du formalisme de son modèle 

    Peut-être un jour nous intéresserons nous à ces avancées majeures du formalisme d'Alain Connes mais ça ne peut être le cas avant d'avoir digéré quelques notions supplémentaires
    Laissons planer la beauté de l'inconnue qui nous émerveille et disparait au hasard d'un coin de rue
  8. zenalpha

    Le génie - JS Bach

    Par zenalpha,

    Dans cette relation de la couleur à l'âme dont parle Kandinski dans mon billet précédent, il en est un qui soit parvenu à m'atteindre par... l'oreille.
    JS Bach est considéré comme le plus grand ou un des plus grands et on nous assène cette prétention comme une forme d'évidence.
    Maître du contrepoint et de l'harmonie lyrique, certes.
    Mais ce que je dois dire, c'est que je suis totalement hermétique aux critiques en matière d'art et de musique.
    Qu'en revanche, Bach est le seul compositeur qui soit parvenu à me glisser l'image de la perfection et de l'atteinte d'absolu au travers se sa musique.
    Je n'y vois pas que de la musique, j'y vois des mathématiques, de la logique, de la rationalité avec un mariage à la passion, à l'emportement, au rêve.
    Bref, Monsieur Bach, j'aimerai faire l'amour à votre âme et pour dire cela à un homme, dieu sait que votre divine musique m'a touché.
    J'aimerai donc proposer deux morceaux de JS Bach ici qui me sont particulièrement chers.
    Et j'aimerai aussi glisser ce reportage étonnant qui fera aimer Bach.
    Parce que bien que sa musique soit divine, elle ne peut être appréciée qu'en étant vécu profondément très profondément à l'intérieur de sa chair.
    Et c'est pourquoi j'aimerai vous glisser une interprétation du maître par un maestro : David Fray
    Je m'étais intéressé à David Fray après avoir vu le reportage d'Arte sur lui que vous retrouverez dans ce billet.
    Si on ne connait pas Bach, si on apprécie pas le classique, je vous invite vraiment à voir ce reportage en entier et ne pas rester sur les premières images.
    Les images valent mieux qu'un discours mais voici ce qu'il dit du maître.
    Et quand je l'ai vu puis quand je l'ai lu, j'ai su que nos âmes avaient emprunté le même bateau vers l'absolu quiétude.
    «C'est un devoir de l'interprète que d'avoir une idée claire et d'être capable de la justifier, dit-il. Mon interprétation idéale de Bach est celle qui concilie le lyrisme et la poésie à une vraie pensée structurelle et à une certaine faculté d'abstraction. Il est difficile d'avoir une interprétation lyrique qui soit, en même temps, intellectuellement solide et bien construite. Chez Bach, plus que chez tout autre compositeur, il faut concilier la tête et le coeur.»
    Merci Monsieur Bach.





    https://www.youtube.com/watch?v=dW1N_q6ylOM

    https://www.youtube.com/watch?v=eU-4jQs8cbo

    https://www.youtube.com/watch?v=lH7UT7NuL9o
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