11. Physique quantique à taille humaine
- Par Philip Ball
Pages 151 à 165
Citer ce chapitre
- BALL, Philip,
- BALL, Philip,
- Traduction de LE BELLAC, Michel,
- Ball, Philip.
- Ball, P.
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- Traduction de LE BELLAC, Michel,
Notes
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[1]
Une exception, ajoutait Schrödinger, était fournie par le monde vivant, où d’une certaine façon l’ordre est maintenu à l’échelle moléculaire : la vie, disait-il, n’est pas « l’ordre à partir du désordre », mais « l’ordre à partir de l’ordre ». Un événement moléculaire simple, comme une mutation chromosomique, vraisemblablement régi par les règles quantiques, est capable de produire des macroscopiques. Les rêveries de Schrödinger sur ce sujet l’ont conduit à écrire en 1944 son livre Qu’est-ce que la vie ? Ce livre a profondément marqué la génération des biologistes moléculaires qui ont élucidé le onctionnement des gènes et de l’hérédité
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[2]
NdT. Le fait que l’ouverture de la boîte, identifiée à la mesure, provoque (ou non !) la mort du malheureux chat, est souvent revendiqué dans l’explication de l’expérience, comme dans la blague au début du chapitre. Cependant ce n’est pas ce qui ressort de l’interprétation de Bohr. Selon Bohr, la mesure est effectuée par le premier événement macroscopique irréversible (le caractère irréversible de la mesure est crucial, comme le dit bien Wheeler), dans notre cas le déclenchement du détecteur par la particule α. C’est ce premier événement macroscopique qui provoque la réduction de la fonction d’onde. Après cet événement, il n’y a plus de superposition. Si le détecteur est couplé à une horloge, on peut lire l’instant de la mort du chat, ce qui pourrait être confirmé par une autopsie si l’ouverture de la boîte au bout d’une heure montre que le chat est mort.
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[3]
NdT. On peut remarquer que les manuels classiques de Messiah (1961) ou de Cohen-Tannoudji, Diu et Laloë (1973) ne mentionnent pas l’intrication, et a fortiori la décohérence.
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[4]
NdT. L’environnement n’est pas nécessairement un système complexe. Nous avons vu (chapitre 4) comment l’intrication entre les degrés de propagation d’un photon, sa trajectoire, et sa polarisation suffisait à détruire la cohérence dans une expérience de fentes d’Young.
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[5]
Qu’il soit possible même en principe de déconstruire la décohérence (en dehors de quelques cas particuliers) est en fait sujet à débat. Si vous examinez les mathématiques de la décohérence, vous vous apercevez que la décohérence se propage dans l’environnement typiquement sur plus d’états quantiques qu’il n’existe de particules fondamentales dans l’Univers. Vous êtes alors confronté à une question philosophique : est-ce qu’un problème doit être considéré comme strictement sans solution uniquement parce qu’il n’exite pas assez d’information disponible dans l’Univers pour le résoudre ?
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[6]
NdT. Un physicien dirait : plus le nombre de degrés de liberté susceptibles de se coupler à l’environnement est grand.
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[7]
Les interférences restent visibles pour des objets encore plus gros. Arndt et ses collaborateurs l’ont démontré par la suite, en utilisant des molécules spécialement configurées de 430 atomes, dont la taille est de l’ordre de 6 nanomètres, comparable à celle de petites protéines des cellules vivantes.
Ainsi que je l’ai suggéré ci-dessus, ce que le grand public connaît certainement de la mécanique quantique est qu’elle est floue et incertaine. Mais il y a plus. Tout le monde a entendu parler du chat de Schrödinger : figure 11.1.
Il existe évidemment des blagues de physiciens sur ce fameux chat. Schrödinger conduit sur une autoroute quand il est arrêté par un policier. Le policier jette un regard soupçonneux sur la voiture et demande s’il y a quelque chose dans le coffre. « Un chat, » répond Schrödinger. Le policier ouvre le coffre et s’écrie : « Mais ce chat est mort ! » Et Schrödinger répond en colère : « Oui, maintenant il l’est ! »
Ne vous inquiétez pas. Je ne vais pas vous donner plus de détails. Comme blague de physicien, elle n’est pas mauvaise, et elle illustre le fait que Schrödinger avait bien réussi à trouver une image assez accrocheuse pour devenir un objet culte.
En 1935, l’objectif de Schrödinger était de mettre en évidence une situation paradoxale inévitable si l’on essayait de diviser le monde en un monde quantique et un monde classique. Que se passe-t-il si au contraire on ne peut pas faire de distinction nette entre les deux ?
Un chat est un animal à usages multiples, et Schrödinger n’était pas simplement en train d’illustrer ce qui arriverait si l’on essayait d’énoncer un ensemble de règles régissant le monde macroscopique et un autre ensemble de règles régissant le monde microscopique. Il voulait mettre en évidence l’absurdité logique apparente de la mécanique quantique, où des circonstances mutuellement exclusives ou même contradictoires – comme vivant et mort – peuvent coexister…
Date de mise en ligne : 01/06/2022