La Lumière. Une ou des natures ?

Bonsoir,

Un très intéressant exposé m'a fait me questionner sur la nature de la lumière, encore plus profondément que jamais.

L'enseignement qui m'a été dispensé a jusqu'à présent été catégorique sur une nature ambivalente, et pourtant paradoxalement si improbable.

Le sondage proposé tend à décrypter d'une manière épistémologique la façon dont chacun voit la lumière (au-delà de ses photorécepteurs oculaires). J'espère pouvoir en discuter plus scientifiquement, éclaircir quelques zones d'ombres, et photoniser la découverte d'un champ sans doute nouveau : L'électrodynamique quantique (Ambitieux, n'est-il pas ? Eh bien nous en discuterons quantitativement ! A bas les calculs matheux si insipides).

PS : Je n'ai pas proposé de réponse Aucun avis. Comme qui disait, "You don't like it ? Go somewhere else ! To another Universe, where the rules are simpler."

S.

Les discours épidictiques ne semblent pas attirer l'attention. Epictéte a donc raison.

Je vois pour l'instant qu'il y a égalité entre les quatre réponses, Heisenberg avait donc raison en ce qui s'agit de la superposition des états quantiques ! (blague)

Je ne comprends pas exactement ce que tu dis, Talon. Pourrais-tu préciser ce qui est marqué en filigrane, stp ?

Le photon est un quanta et par consequent est une unite discrete. L'onde determine la maniere dont la lumiere se deplace. C'est la raison pour laquelle, a mes yeux, lorsque l'on parle de photon, je n'inclue pas l'onde.

A mon sens la lumière peut avoir un comportement ondulatoire (phénomène de diffraction, interférométrie, etc...) et corpusculaire (rayonnement des corps chauds, physique des solides, laser, etc...). La dualité est donc bien phénoménologique pour moi. Je un peu comme kyrilluk : la fonction d'onde décrit la densité de probabilité et représente donc en quelque sorte les coordonnées spacio-temporel d'un quanta qu'on appelle photon et qui est lui corpusculaire. Mais pas seulement. Ce dit photon peu avoir un comportement parfaitement... Ondulatoire... Il est vain à mon sens d'essayer d'avoir une conception trop "intuitive" de la chose. On est dans des domaines de la physique qui sont par nature contre intuitifs...

La lumière est donc à la fois une onde et une particule. J'ai par ailleurs entendu parlé d'une récente publi décrivant des travaux expérimentaux ou on a pu observer la lumière se comporter à la foi, et en même temps comme une onde ET comme une particule (alors que jusque là, c'était soit l'un soit l'autre). Je vas essayer de retrouver ce papier...

Pour ce qui est de l’électrodynamique quantique, le sujet a été initié par Feynman et Shwinger dans les année 40-50. L'idée consistait à introduire de manière cohérente la quantique dans l'EM de Maxwell, et ça a été une franche réussite ! On leur a même filé un prix nobel en 1965 pour ces travaux. Donc ambitieux, certes, mais nouveau, non, dommage ... Toutefois le sujet reste jeune, et donc relativement inexploré, donc bon, il y a de la place.

C'est amusant parce qu'au final on se refait le débat des sciences physiques des 3 derniers siècles.

Qui opte pour le modèle corpusculaire de Newton versus qui opte pour le modèle ondulatoire de Huygens ?

Et c'est amusant que les scientifiques eux mêmes ont penché vers l'une ou vers l'autre de ces conceptions.

Aujourd'hui pourtant, on constate bien qu'il faut considérer que la matière est à la fois onde et particule si on veut rendre compte de l'ensemble des expériences sur la lumière selon la manière dont on l'appréhende.

Je pense qu'on est face à un objet qui défie notre bon sens avec cette mécanique de quanta d'énergie et de discontinuité.

Finalement, on en revient à la difficulté de l'interprétation de la mécanique quantique.

Pour relier les approches, je trouve amusant de constater que certains auteurs parlent de warticle contraction de wave et de particle en définissant une notion hybride.

Dans ma conception des choses, nous sommes face à un phénomène qui sort de notre cadre conceptuel dans le sens où nos perceptions sont continues commes la plupart de nos concepts sont continus.

A partir du moment où on constate des quanta d'énergie, des sauts discrets sans comprendre la nature du phénomène qui en est la source, nous sommes face à nos limites.

Si nous restons dans notre cadre, la question est donc est ce une onde ou une particule ?

Le problème, c'est qu'il faut sortir de ce cadre.

Je dirai donc que dans ce cadre que nous n'appréhendons pas, ce n'est ni une onde ni une particule et que dans notre cadre, c'est l'un et l'autre.

La lumière est donc à la fois une onde et une particule. J'ai par ailleurs entendu parlé d'une récente publi décrivant des travaux expérimentaux ou on a pu observer la lumière se comporter à la foi, et en même temps comme une onde ET comme une particule (alors que jusque là, c'était soit l'un soit l'autre). Je vas essayer de retrouver ce papier...

Ce serait en effet interessant si tu retrouvais ce papier.

Dans ma conception des choses, nous sommes face à un phénomène qui sort de notre cadre conceptuel dans le sens où nos perceptions sont continues commes la plupart de nos concepts sont continus.

A partir du moment où on constate des quanta d'énergie, des sauts discrets sans comprendre la nature du phénomène qui en est la source, nous sommes face à nos limites.

Si nous restons dans notre cadre, la question est donc est ce une onde ou une particule ?

Le problème, c'est qu'il faut sortir de ce cadre.

Je dirai donc que dans ce cadre que nous n'appréhendons pas, ce n'est ni une onde ni une particule et que dans notre cadre, c'est l'un et l'autre.

En faite, la theorie quantique peut se comprendre en considerant que les equations de Schroedinger decrivent, non pas un systeme unique, mais un ensemble de systeme. Par consequent lorsque l'on considere le phenomene liee aux fentes de Young, ce que l'on etudie ce n'est pas UNE particle passant par les deux fentes en meme temps (ce qui est paradoxale) mais plutot un ensemble de systeme composee de une particle passant par l'une de ces deux fentes.

La suposeee dualite onde/corpuscule est en faite le meme genre de dualite que l'on experimente lorsque l'on considere un ensemble de personnes avec leur differentes characteristiques (par exemple: en moyenne, les femmes francaises ont 2.1 enfants) et une personne (par exemple une femme ayant 2 enfants). Ce que l'on ne fait jamais, c'est de considerer que les resultats qui s'applique a un ensemble de personnes, s'applique a une personne en particulier: par exemple, l'on ne s'attend pas a ce qu'une femme, prise au hasard, va avoir forcement 2.1 enfants.

De meme, dire que le photon passe par les deux portes en meme temps, c'est appliquer a un photon, un comportement qui appartient en realite a un ensemble, puisque l'equation de Schroedinger calcule des probabilites de presence.

Ce serait en effet interessant si tu retrouvais ce papier.

A. Perruzo & al., A Quantum Delayed-Choice Experiment, Science, 338 (6107) pp. 634-637, 2012

Assez sérieux et important pour se retrouver dans science... Pour ceux qui y ont un accès voila le papier entier : http://www.sciencemag.org/content/338/6107/634.full

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La suposeee dualite onde/corpuscule est en faite le meme genre de dualite que l'on experimente lorsque l'on considere un ensemble de personnes avec leur differentes characteristiques (par exemple: en moyenne, les femmes francaises ont 2.1 enfants) et une personne (par exemple une femme ayant 2 enfants). Ce que l'on ne fait jamais, c'est de considerer que les resultats qui s'applique a un ensemble de personnes, s'applique a une personne en particulier: par exemple, l'on ne s'attend pas a ce qu'une femme, prise au hasard, va avoir forcement 2.1 enfants.

De meme, dire que le photon passe par les deux portes en meme temps, c'est appliquer a un photon, un comportement qui appartient en realite a un ensemble, puisque l'equation de Schroedinger calcule des probabilites de presence.

Tu me permettras de ne pas partager ce point.

Nous avons pas affaire à une loi de probabilité statistiques qui s'applique aux grands nombres avec des états probables pour un événement isolé comme on aurait des tirages au sort permettant des résultats différents dont on calculerait la probabilité de chaque événement.

Si tu as cette vision de la mécanique quantique vu au travers d'une loi de probabilité s'appliquant au grand nombre et comme toute loi de probabilité classique, elle est fausse.

Non, la probabilité s'applique à l'objet lui même en tant qu'objet donc ici au photon en tant que photon pris individuellement.

C'est d'ailleurs uniquement en mécanique quantique que nous allons parler de décohérence, d'intrication, d'intrication quantique, de non localité, de superposition quantique, de dualité onde particule.

Tu n'as pas affaire à un brouillard lié à la loi des grands nombres dont nous ne savons calculer précisément un événement isolé mais à une caractéristique intrinsèque et fondamentale de la matière.

Et quand je dis cela, je ne suis pas dans le point de vue mais dans le fait.

Bonsoir,

Un très intéressant exposé m'a fait me questionner sur la nature de la lumière, encore plus profondément que jamais.

L'enseignement qui m'a été dispensé a jusqu'à présent été catégorique sur une nature ambivalente, et pourtant paradoxalement si improbable.

Le sondage proposé tend à décrypter d'une manière épistémologique la façon dont chacun voit la lumière (au-delà de ses photorécepteurs oculaires). J'espère pouvoir en discuter plus scientifiquement, éclaircir quelques zones d'ombres, et photoniser la découverte d'un champ sans doute nouveau : L'électrodynamique quantique (Ambitieux, n'est-il pas ? Eh bien nous en discuterons quantitativement ! A bas les calculs matheux si insipides).

PS : Je n'ai pas proposé de réponse Aucun avis. Comme qui disait, "You don't like it ? Go somewhere else ! To another Universe, where the rules are simpler."

S.

Bonsoir,

Je pense que la question du sondage est mal posée. Parce que la notion de photon n'a été introduite par Einstein que pour décrire les interactions rayonnement / matière (cf effet photo-électrique) alors qu'auparavant les équations de Maxwell sur le champ électromagnétique (champ EM) suffisaient amplement pour faire de l'optique. Autrement dit, on ne peut parler techniquement de photon qu'au moment de ladite interaction, impossible de savoir ce qu'il s'y passe avant ou après.

Néanmoins, le photon est définit comme une particule, mais une particule quantique i.e. associée à une fonction d'onde (soumise aux lois de la PhyQ). Il est bon de différencier fonction d'onde du photon et onde du champ électromagnétique (plus connu sous le nom de "lumière") qui sont deux choses différentes.

Cette différence est mise en lumière (jeu de mot à 0.3 cts ) par (justement on y vient) l'électrodynamique quantique (QED). La QED permet de rendre compatible équations de Maxwell et postulats de la PhyQ en opérant une quantification du champ EM. Une telle manipulation conduit à une autre définition possible pour le photon : un photon est une excitation du champ EM.

On peut tenter de comprendre ceci de manière grossière "avec les mains" avec l'analogie suivante : imaginez une flaque d'eau au repos. C'est ce que l'on va appeler le vide électromagnétique, il n'y a "rien", pas d'oscillation en surface de l'eau. Je prends un caillou et je le lance dans l'eau, je produis alors une perturbation à la surface de l'eau qui va se propager dans toute la flaque (des petites vaguelettes). Par analogie avec notre histoire de QED, le caillou c'est notre photon (décrit par une fonction d'onde), la surface de la flaque c'est le champ EM et les vaguelettes produites par le choc entre le caillou et la surface de la flaque sont des ondes EM (lumière). En ce sens, on peut visualiser en quoi le photon "excite" le champ EM et de quoi résultent les ondes EM.

Bien sûr, ce qui précède n'est qu'une image grossière et certainement qu'un physicien du domaine m'étriperait sans procès pour moins que ça. Mais on voit au moins l'idée de fond. Soit dit en passant, vouloir parler de QED uniquement qualitativement tient du pari métaphysique.

Enfin, la question de la nature de la lumière n'est pas en soit une question physique puisque la physique n'a jamais renseigné qui que se soit sur la nature des choses mais sur leur comportement. Autrement dit, quand on fait de la physique, on répond par exemple à la question "Comment se comporte un électron?" (aux yeux de l'interprétation "orthodoxe" de la PhyQ, la réponse est "soit comme une particule, soit comme une onde") et pas à la question "C'est quoi un électron?". Donc, on ne sait pas ce qu' "est" un photon ou ce qu' "est" la lumière.

Ce serait en effet interessant si tu retrouvais ce papier.

En faite, la theorie quantique peut se comprendre en considerant que les equations de Schroedinger decrivent, non pas un systeme unique, mais un ensemble de systeme. Par consequent lorsque l'on considere le phenomene liee aux fentes de Young, ce que l'on etudie ce n'est pas UNE particle passant par les deux fentes en meme temps (ce qui est paradoxale) mais plutot un ensemble de systeme composee de une particle passant par l'une de ces deux fentes.

La suposeee dualite onde/corpuscule est en faite le meme genre de dualite que l'on experimente lorsque l'on considere un ensemble de personnes avec leur differentes characteristiques (par exemple: en moyenne, les femmes francaises ont 2.1 enfants) et une personne (par exemple une femme ayant 2 enfants). Ce que l'on ne fait jamais, c'est de considerer que les resultats qui s'applique a un ensemble de personnes, s'applique a une personne en particulier: par exemple, l'on ne s'attend pas a ce qu'une femme, prise au hasard, va avoir forcement 2.1 enfants.

De meme, dire que le photon passe par les deux portes en meme temps, c'est appliquer a un photon, un comportement qui appartient en realite a un ensemble, puisque l'equation de Schroedinger calcule des probabilites de presence.

Ceci est, au mieux, confus, au pire faux. Un exemple, l'expérience d'Afshar qui a permis d'exhiber les aspects ondulatoire et corpusculaire de la lumière de manière simultanée. Notamment, elle montre qu'il est possible d'obtenir des franges d'interférence avec un seul et unique photon. La dualité onde/corpuscule n'a donc rien à voir avec un effet collectif entre particules.

En fait votre façon de voir les choses est celle qui correspond à l'interprétation des univers parallèles de la PhyQ où chaque chemin possible différent d'un même système est réalisé dans autant d'univers différents. Aux yeux des connaissances actuelles, une telle logique relève de la profonde science fiction.

De toute manière l'interprétation de la PhyQ, et notamment le problème de la dualité onde-corpuscule sont des sujets qui n'ont pas finis d'alimenter les débats. Ce qui est officiellement admis est ce qu'on appelle l'école de Copenhague, mais je trouve cette interprétation désagréablement incomplète et hypocrite, mais bon, là n'est pas la question...

Non, la probabilité s'applique à l'objet lui même en tant qu'objet donc ici au photon en tant que photon pris individuellement.

Qu'est-ce qui, dans l'equation de Schroedinger, te permet d'affirmer cela?

C'est d'ailleurs uniquement en mécanique quantique que nous allons parler de décohérence, d'intrication, d'intrication quantique, de non localité, de superposition quantique, de dualité onde particule.

Oui, mais l'un n'empeche pas l'autre.

Ceci est, au mieux, confus, au pire faux.

Bonjour,

Ce n'est pas faux. Je ne me suis probablement pas bien expliquer.

Un exemple, l'expérience d'Afshar qui a permis d'exhiber les aspects ondulatoire et corpusculaire de la lumière de manière simultanée. Notamment, elle montre qu'il est possible d'obtenir des franges d'interférence avec un seul et unique photon. La dualité onde/corpuscule n'a donc rien à voir avec un effet collectif entre particules.

Je ne parle pas d'un effet collectif entre particules mais je parle d'un ensemble - ensemble au sens probabilistique du terme- de particules. Par exemple, dans le cas des fentes de Young, tu n'obtiens pas les franges d'interference avec "un seul et unique photon", comme tu l'as ecris. Ce que tu obtiens, avec un seul photon, c'est un point representant l'endroit ou le photon arrive. C'est tout. La frange d'interference, tu ne l'obtiens qu'apres avoir repeter l'experience un ensemble de fois (quelques dixaines de milliers de fois).

Ce que l'on obtient avec la regle de Born, | Psi|^2 est une probabilite de presence. Une probabilite, et cela s'applique evidement a la mechanique quantique, peut se comprendre de plusieurs manieres differentes: soit il s'agit de frequence d'un ensemble d''evenements, soit il s'agit de decrire la connaissance que l'on obtient apres une experience. Le souci que j'ai avec l'interpretation de Copenhagen, c'est qu'elle traite les probabilites de maniere a la fois frequentistes et bayesienne a la fois.

De considerer les systemes quantiques comme etant un ensemble de systemes - de maniere "frequentiste" - n'enleve pas le charactere non local des entrications quantiques ou encore ne dis rien de la realite ou non de la fonction d'onde. Ce que cela enleve, c'est beaucoup de "mysteres" et de paradoxes qui n'existent que si l'on accepte l'interpretation de Copenhagen. Il a note que les pionniers de la physique quantique tels que Schroedinger lui meme ou Einstein n'adheraient pas a cette interpretation et ont mis au point des "paradoxes" pour montrer le cote stupide de cet interpretation. Le chat de Schroedinger en est exemple. Ou encore le fameux "la lune n'est pas la quand on ne la regarde pas".

En fait votre façon de voir les choses est celle qui correspond à l'interprétation des univers parallèles de la PhyQ où chaque chemin possible différent d'un même système est réalisé dans autant d'univers différents. Aux yeux des connaissances actuelles, une telle logique relève de la profonde science fiction.

Les Univers parralleles d'Evrett reprennent en effet certains concepts de probabilites tel que l'idee que les probabilites representent un ensemble d'experiences. Sauf que pour une raison qui m'echappe cette theorie applique ces frequences d'evenement a une realisation dans plusieur Univers en meme temps.

Voici une maniere d'illustrer les differentes interpretations des probabilites:

L'experience: Si je lance un de a 6 faces, j'ai 1 chance sur 6 d'avoir un 4.

Interpretation des mondes multiples:

Si j'ai un 4, d'apres l'interpretation des mondes parralles, au moment ou je lance le de, le monde se separe en different 6 differents Univers. Il se trouve que je suis dans un Univers ou la face du dee montre 4. Je ne crois pas qu'il existe, mathematiquement tout au moins, une maniere de prouver que cette interpretation est fausse. Mais personnelement, je trouve cela... hum... enfin bref.

Interpretation de Copenhagen:

Apres avoir lance mon des, alors que celui-ci est en l'air, l'etat de mon dee est en superposition. Le dee n'est pas dans une position definie: il est en superposition de face un, face deux, ... face six. Par consequent, toujours d'apres cette interpretation, l'Etat de mon dee est 0.16666666. Lorsque finalement le dee se stabilise, sur la face 4, on dit que la fonction d'onde qui represente mon dee avant d'etre mesurer vient de s'effondrer sur l'etat 4. A partir de maintenant, toutes les fois que je regarderais le dee, il m'afficherat le chiffre 4.

Interpretation Frequentiste: (voir Frequentist probability)

Si je lance le dee des milliards de fois, en moyenne, le chiffre 4 va apparaitre en moyenne 1/6 fois.

Interpretation des Bayesites: (voir Bayesian probability)

En observant sur la face du dee le chiffre 4, j'ai gagnee , par rapport a la situation ou le dee etait en l'air, environ 2.6 bits d'informations (S=k ln(1/p)).

Personnelement, je peux accepter les deux dernieres interpretations, mais les deux premieres me semble contraire au simple bon sens.

Je ne parle pas d'un effet collectif entre particules mais je parle d'un ensemble - ensemble au sens probabilistique du terme- de particules. Par exemple, dans le cas des fentes de Young, tu n'obtiens pas les franges d'interference avec "un seul et unique photon", comme tu l'as ecris. Ce que tu obtiens, avec un seul photon, c'est un point representant l'endroit ou le photon arrive. C'est tout. La frange d'interference, tu ne l'obtiens qu'apres avoir repeter l'experience un ensemble de fois (quelques dixaines de milliers de fois).

... ce qui n'arriverais pas si chaque photon n'avait pas un comportement ondulatoire. Parce que rien sinon n'explique pourquoi il y a des franges. En lançant des petites billes par des fentes, on n'en obtient pas.

Il a note que les pionniers de la physique quantique tels que Schroedinger lui meme ou Einstein n'adheraient pas a cette interpretation et ont mis au point des "paradoxes" pour montrer le cote stupide de cet interpretation. Le chat de Schroedinger en est exemple. Ou encore le fameux "la lune n'est pas la quand on ne la regarde pas".

Ces paradoxes sont bien mieux expliqué par la décohérence.

Qu'est-ce qui, dans l'equation de Schroedinger, te permet d'affirmer cela?

Ce n'est pas dans l'équation de Shroedinger que je trouve de quoi alimenter ma remarque mais dans son périmètre d'application.

La fonction d'onde issue de l'équation permet d'attribuer la probabilité que la particule soit dans un état donné lors d'une mesure.

On s'intéresse à la probabilité d'un état pour un seul et unique individu et on ne calcule pas cette probabilité sur la base d'un grand nombre d'événements sur des individus différents comme dans le champs du calcul de probabilité.

Je n'entends pas par là qu'une particule se retrouve dans une simultanéité d'états.

Bref, je ne donne pas plus d'élément explicatif que celle qu'indique cette fonction de probabilité.

Néanmoins, là où j'étais en relatif désaccord avec toi, c'est que tu fais une analogie entre cette fonction d'onde et les statistiques qu'on calcule sur un grand nombre de personnes.

Cette analogie n'est pas judicieuse à mon sens.

De manière plus précise, quand tu fais l'analogie entre le fait qu'on ne s'attend pas à ce qu'une femme possède 2.1 enfant bien que ce soit une moyenne serait d'un ordre équivalent à s'attendre que le photon soit dans un état donné alors qu'il appartient à un ensemble plus vaste de probabilités, je pense que cette analogie est fausse.

La raison est simple.

Dans le cas d'une moyenne, on constate le nombre d'occurences des différents états possibles réellement constatés donc ici une variable discrète ne pouvant prendre que des valeurs discrètes.

Et par voie de conséquence, la moyenne n'est qu'un indicateur de tendance centrale amenant une valeur qui n'est pas un état possible sur un individu isolé à savoir 2.1 et dont le seul but est d'apporter une INFORMATION de tendance centrale.

Alors que dans le cas de ce photon, la probabilité que l'on calcule ne concerne pas une information mais un état précis.

Et cet état précis n'est pas ce qu'on constate sur un grand nombre de particules dont la réalisation nous permet de déterminer une fonction de probabilités mais sur une probabilité qui ne concerne que ladite particule considérée isolément.

Ce que j'entends, c'est qu'il y a une spécificité bien particulière à la mécanique quantique qu'on ne retrouve pas par des analogies avec nos systèmes de pensées habituels (ici les statistiques appliquées sur la réalisation d'occurences sur une vaste population).

Je n'apporte pas de réponse sur la nature de cette spécificité mais je rejette cette analogie.

Je suis d'ailleurs un peu étonné sur ton vote où tu vois la lumière comme une particule donc comme une somme de photons.

Je trouve qu'il n'y a pas d'élément probant qui écarte sa nature ondulatoire.

c'est aussi l'intérêt d'un débat.

Par exemple, dans le cas des fentes de Young, tu n'obtiens pas les franges d'interference avec "un seul et unique photon", comme tu l'as ecris. Ce que tu obtiens, avec un seul photon, c'est un point representant l'endroit ou le photon arrive. C'est tout. La frange d'interference, tu ne l'obtiens qu'apres avoir repeter l'experience un ensemble de fois (quelques dixaines de milliers de fois).

Non, pas tout à fait, en fait tu as besoin de répéter plusieurs fois l'expérience afin de visualiser les franges d'interférence. Mais même avec une seule expérience elles sont bien là, c'est juste qu'elle ne sont pas visibles, c'est d'ailleurs ce pourquoi l'expérience d'Afshar est intéressante : elle permet d'exhiber les deux comportements en même temps sans avoir besoin de loi des grands nombres.

De considerer les systemes quantiques comme etant un ensemble de systemes - de maniere "frequentiste" - n'enleve pas le charactere non local des entrications quantiques ou encore ne dis rien de la realite ou non de la fonction d'onde. Ce que cela enleve, c'est beaucoup de "mysteres" et de paradoxes qui n'existent que si l'on accepte l'interpretation de Copenhagen. Il a note que les pionniers de la physique quantique tels que Schroedinger lui meme ou Einstein n'adheraient pas a cette interpretation et ont mis au point des "paradoxes" pour montrer le cote stupide de cet interpretation. Le chat de Schroedinger en est exemple. Ou encore le fameux "la lune n'est pas la quand on ne la regarde pas".

Ah oui je vois mieux ton point de vue. En fait ce que tu dis n'est pas faux mais ne répond pas du tout à la problématique de l'interprétation de la PhyQ. Interpréter des probabilités de manière bayesienne ou fréquentielle, ça tout le monde peut le faire. Mais c'est une interprétation de la mathématique utilisée et non de la physique de fond.

Les interprétations de Copenhage et d'Evrett font toutes les deux intervenir des concepts physiques, respectivement le principe de superposition d'état (qui est très loin d'être intuitif c'est vrai) et la notion d'univers parallèles (pour l'instant cf science fiction).

Par comparaison tes soit disant interprétations bayesienne et fréquentielle ne sont que des façons de voir les maths utilisés (ici les proba) et ne font intervenir aucune notion physique de fond. Cela ne répond donc pas au problème.

Non, pas tout à fait, en fait tu as besoin de répéter plusieurs fois l'expérience afin de visualiser les franges d'interférence. Mais même avec une seule expérience elles sont bien là, c'est juste qu'elle ne sont pas visibles.

Je ne comprend pas. Les franges d'interferences, par definition, ne peuvent apparaitre avec une seule particule.

Ah oui je vois mieux ton point de vue. En fait ce que tu dis n'est pas faux mais ne répond pas du tout à la problématique de l'interprétation de la PhyQ. Interpréter des probabilités de manière bayesienne ou fréquentielle, ça tout le monde peut le faire. Mais c'est une interprétation de la mathématique utilisée et non de la physique de fond.

Les interprétations de Copenhage et d'Evrett font toutes les deux intervenir des concepts physiques, respectivement le principe de superposition d'état (qui est très loin d'être intuitif c'est vrai) et la notion d'univers parallèles (pour l'instant cf science fiction).

Par comparaison tes soit disant interprétations bayesienne et fréquentielle ne sont que des façons de voir les maths utilisés (ici les proba) et ne font intervenir aucune notion physique de fond. Cela ne répond donc pas au problème.

La physique quantique est basee sur des equations mathematiques. Donc comprendre ce que "disent" ces equations est precisement le probleme. Rappelle-toi que la seule chose que l'on obtient d'une experience quelconque en physique quantique, ce sont des points lumineux. On ne peut mesurer directement la fonction d'onde. Et comment inferons nous cette fonctions d'onde? En calculant la frequence et l'arangement spacial de ces points lumineux.

D'autre part, comme je te l'ai expliquer avec mon exemple des des, le principes de superposition est juste une interpretation, plutot bancale, d'une probabilite. Il n'y a absolument rien qui, dans les equations mathematiques qui gouvernent la mechanique quantique, OBLIGE d'accepter ce concept de superposition. Il est, mathematiquement parlant, tout a fait equivalent aux autres interpretations.

D'autre part, ce phenomene de superposition n'est pas observable. Tu ne veras jamais un chat vivant ET mort a la fois. Lorsque des experiences sont faite, censee demontree le charactere quantique de tel ou tels observable, la seule chose que les experiences font c'est de reproduire les predictions en terme de probabilite de presence de tels ou tels particules ou de tels ou tels phenomenes.

Enfin, l'interpretation frequentiste de la physique quantique resous de maniere naturelles toutes les paradoxes de la physique quantique a la sauce de Copenhagen (probleme de la mesure, effondrement instantanee de la fonction d'onde, le chat de Schroedinger, la place de l'observateur, etc..).

Ce n'est pas dans l'équation de Shroedinger que je trouve de quoi alimenter ma remarque mais dans son périmètre d'application.

La fonction d'onde issue de l'équation permet d'attribuer la probabilité que la particule soit dans un état donné lors d'une mesure.

On s'intéresse à la probabilité d'un état pour un seul et unique individu et on ne calcule pas cette probabilité sur la base d'un grand nombre d'événements sur des individus différents comme dans le champs du calcul de probabilité.

Comment se mesure la fonction d'onde? Par une seule et unique mesure???

Néanmoins, là où j'étais en relatif désaccord avec toi, c'est que tu fais une analogie entre cette fonction d'onde et les statistiques qu'on calcule sur un grand nombre de personnes.

Cette analogie n'est pas judicieuse à mon sens.

De manière plus précise, quand tu fais l'analogie entre le fait qu'on ne s'attend pas à ce qu'une femme possède 2.1 enfant bien que ce soit une moyenne serait d'un ordre équivalent à s'attendre que le photon soit dans un état donné alors qu'il appartient à un ensemble plus vaste de probabilités, je pense que cette analogie est fausse.

L'idee c'est que si en mechanique quantique - a la sauce de Copenhagen - on declare qu'une particule passe par deux fentes a la fois, ce que l'on fait, c'est attribuer a une particule, le comportement d'un ensemble statistique de particules. Chaques particules passe par une porte a la fois tout en etant influencee par le faite que la deuxieme porte est ouverte. C'est un peu comme si la particule passait par une porte tandis que l'onde qui definit sa probabilite de presence passe elle par les deux portes. Les experiences menee par les mesures faibles montrent elles aussi que la particule ne passe pas par les deux portes en meme temps (effet de superposition) avant d'atterir sur l'ecran. En faite, selon l'endroit ou une particule atterit sur un ecran, l'on peut aisement en induire par quelle porte elle est passee.

Ce que j'entends, c'est qu'il y a une spécificité bien particulière à la mécanique quantique qu'on ne retrouve pas par des analogies avec nos systèmes de pensées habituels (ici les statistiques appliquées sur la réalisation d'occurences sur une vaste population).

Je n'apporte pas de réponse sur la nature de cette spécificité mais je rejette cette analogie.

Cette specificite n'a pas lieu d'etre. Elle a ete inventee. Les equations qui gouvernent la mechanique quantique sont des equations mathematiques faisant appelle a des probabilites. C'est ainsi qu'elles ont ete concues par Schroedinger. Il y a des phenomenes nouveaux (le faite que les particules possedent une fonction d'onde determinant leur mouvement et leur evolution dans le temps ou encore l'intrication quantique) mais beaucoup de phenomenes censer etre absolument "revolutionaires" ou "impossible a comprendre" sont tout simplement des artifacts d'une interpretation bancale de la mechanique quantique. Reflechis a l'exemple que je t'ai donne des dees et des differentes interpretations de la theorie de la probabilite. Si quelqu'un venait et et racontait que ton dee reste en superposition et que c'est seulement lorsque tu le regardes qu'il s'auto-definit comme montrant la face 4, qu'est-ce que tu lui dirais? Ou encore si l'on te disait qu'a chaque fois que tu lances un dee, 5 autres Univers prenaient naissance?

Je suis d'ailleurs un peu étonné sur ton vote où tu vois la lumière comme une particule donc comme une somme de photons.

Je trouve qu'il n'y a pas d'élément probant qui écarte sa nature ondulatoire.

c'est aussi l'intérêt d'un débat.

Imagine un systeme composee d'un surfeur et d'un plan d'eau. Imagine que ton surfeur glisse sur une vague et qu'en face de lui se trouve un mur avec seulement deux petites ouvertures. La vague le porte et il arrive a passer par une des ouvertures. Maintenant, parce que la vague passe par les deux ouvertures, de l'autre cote du mur, au lieu de filler en ligne droite, sa trajectoire va etre siloneuse parce que sa trajectoire est influencee par la portion de la vague qui est passee par les deux ouverture. Question: un surfeur, c'est quoi? Un mec sur une planche ou un mec sur une planche influencee par une vague?

La lumiere est composee de photons mais la maniere dont la lumiere se propage est influencee par sa fonction d'onde.

Je ne comprend pas. Les franges d'interferences, par definition, ne peuvent apparaitre avec une seule particule.

Les franges, dans un sens non. Les interférences oui.

Tiens :

http://fr.wikipedia.org/wiki/Contrafactualit%C3%A9_(physique)

Ce dispositif utilise le même principe que les fentes d'Young : le photon est dans un état superposé parce qu'il est "réparti" entre les deux trajets possibles : BCE et BDE. Il y a interférence en E, et jamais de photons détectés en Y, parce que Y est l'équivalent de la zone sombre d'une frange.

Imagine un systeme composee d'un surfeur et d'un plan d'eau. Imagine que ton surfeur glisse sur une vague et qu'en face de lui se trouve un mur avec seulement deux petites ouvertures. La vague le porte et il arrive a passer par une des ouvertures. Maintenant, parce que la vague passe par les deux ouvertures, de l'autre cote du mur, au lieu de filler en ligne droite, sa trajectoire va etre siloneuse parce que sa trajectoire est influencee par la portion de la vague qui est passee par les deux ouverture. Question: un surfeur, c'est quoi? Un mec sur une planche ou un mec sur une planche influencee par une vague?

Ce qu'on sait en tout cas, c'est que les caractéristiques de la "vague", notamment sa fréquence, sont associée au "surfeur". Le photon serait donc en quelque sorte, le surfeur et la vague.

En effet, "le surfeur" et "la vague" constituent la même entité ce qui ne permet pas cette analogie car c'est bien dans ce problème là qu'est la différence avec la mécanique classique à savoir sa double nature.

Tu y vois un surfeur qui surfe sur une onde or c'est une "onde surfeur" et cette réalité casse tout raisonnement mécanique habituel.

Qui plus est, il y a une énorme différence entre un calcul de probabilités et la fonction d'onde comme j'ai précédemment essayé de l'indiquer.

Bien entendu, les statistiques ne s'arrêtent pas aux portes de la mécanique quantique et que ce qu'on connait de la loi des grands nombres peut s'appliquer dans le cadre de la mécanique quantique.

Si un grand nombre de particules subatomiques placées devant la même expérience se comportent de manière différentes, il est possible de déterminer une probabilité à ce qui pourra arriver à un événement pris isolément en partant des résultats constatés de l'ensemble d'une vaste population.

Le petit ennui avec la mécanique quantique, ce n'est pas l'ensemble de la population mais chaque particule prise isolément.

Dans un tirage au sort, tu peux connaître à chaque instant la vitesse et la position de chacune des boules et le fait qu'elle soit tirée au sort ne dépend que de la position et de la vitesse de la boule au moment ou est actionné l'acte du tirage au sort.

En mécanique quantique, rien de cela n'est vrai.

L'objet auquel on s'intéresse ne peut nous permettre de connaître à la fois sa position et sa vitesse et ce n'est pas lié à une limite de nos instruments de mesure mais à la nature même de l'objet auquel on s'intéresse.

Par exemple, Heisenberg lui même puisque tu parlais de la fonction d'onde de ses équations nous livre cette remarque :

"L'ontologie du matérialisme reposait sur l'illusion que le genre d'existence, la 'réaliste' directe du monde qui nous entoure, pourrait s'extrapoler jusqu'à la grandeur même de l'atome. Or, cette extrapolation est impossible"

En fait, parce que tu te repères à notre habituelle conception de pensée classique en dissociant ce surfeur et sa vague, tu essayes de faire rentrer dans ta conception classique un phénomène qui le dépasse car ce surfeur est bien un surfeur, mais c'est aussi cette vague.

Je ne dis pas qu'Heisenberg a raison dans sa vision de voir les implications de sa propre équation et du reste, il va beaucoup moins loin que certains doux rêveurs.

Néanmoins, il nous montre qu'il faut dépasser ce genre d'analogies.

Je me pose une question toute bête, en physique quantique, l'espace n'est-il pas considéré comme étant lisse? C'est à dire qu'il ne serait pas lui-même quantique. Je me dis que le photon se doit de parcourir une certaine distance avant d'atteindre un quelconque détecteur, et que ce pourrait fort bien être la configuration de cet espace, si il était quantique, qui l'obligerait à se loger en des endroits bien précis au final, un peu comme de l'eau coulant dans un bocal rempli de balle de ping-pong ne pourrait aller se loger partout.

Qu'en serait-il si l'espace était lui aussi quantique? Si par exemple le photon circulait en surface d'une multitude de petits volumes d'espace de grosseur différentes dont la configuration limiterait les chemins effectifs et l'obligeait à former sur un écran une figure bien précise selon la longueur d'onde du dit-photon?