curiosité de lecture : Chat de Schrödinger

en lisant Franck Thilliez...

en règle générale, j'aime assez cet auteur, mais là vraiment, grosse prise de tête !

Déjà qu'il nous parle de film et série télé... que je ne connais pas... enfin entendu parler (lost, dr House, etc)...

En plus on a droit de de la physique quantique, des "monstres", des déviances, des maladies rares, etc...

Enfin, ça m'entraine dans des recherches... me demande ce que je vais bien pouvoir découvrir d'autre...

L'expérience du chat de Schrödinger fut imaginée en 1935 par le physicien Erwin Schrödinger, afin de mettre en évidence des lacunes supposées de l'interprétation de Copenhague de la physique quantique, et particulièrement mettre en évidence le problème de la mesure.

La mécanique quantique est relativement difficile à concevoir car sa description du monde repose sur des amplitudes de probabilité (fonctions d'onde). Ces fonctions d'ondes peuvent se trouver en combinaison linéaire, donnant lieu à des « états superposés ». Cependant, lors d'une opération dite de « mesure » l'objet quantique sera trouvé dans un état déterminé ; la fonction d'onde donne les probabilités de trouver l'objet dans tel ou tel état.

C'est la mesure qui perturbe le système et le fait bifurquer d'un état quantique superposé (atome à la fois intact et désintégré par exemple… mais avec une probabilité de désintégration dans un intervalle de temps donné qui, elle, est parfaitement déterminée) vers un état mesuré. Cet état ne préexiste pas à la mesure : c'est la mesure qui semble le faire advenir.

Toutefois, la notion de mesure ou de bifurcation n'apparaît pas explicitement ni même indirectement dans le formalisme quantique, et les tentatives d'en faire surgir cette notion se heurtent à d'extrêmes difficultés.

En conséquence, certains physiciens n'accordent aucune réalité physique au concept de mesure ou d'observation. Pour eux, les états superposés ne s'effondrent (ou ne « bifurquent ») pas, et l'état mesuré n'existe pas réellement (voir par exemple : Hugh Everett).

C'est pour faire apparaître le caractère paradoxal de cette position et pour poser de manière frappante le problème, que Schrödinger a imaginé cette expérience de pensée.

On met à l'intérieur d'une boîte :
un chat
une fiole de poison
un atome d'uranium

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un système prévus pour briser la fiole si le noyau se désintègre par radioactivité

*

On ferme la boîte pendant 5 min et on suppose que pendant ce laps de temps, il y a une chance sur deux pour que le noyau d'uranium se désintègre. On a donc une chance sur deux pour qu'à la fin de l'expérience en ouvrant la boîte, le chat soit mort, et une chance sur deux pour qu'il soit vivant.

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La question est : quel est l'état du chat juste avant l'ouverture de la boîte ?

La réponse naïve à cette question est que le chat est, soit mort, soit vivant (avec autant de chances pour l'un que pour l'autre), l'information nous étant cachée par la boîte close.

Or les mathématiques nous donnent un critère, dénommé "inégalités de Bell", qui permet avec certaines expériences, de déterminer s'il y a ou non de l'information cachée dans un système.

Or des expériences de physique atomique, ont montrées que la mécanique quantique violait les inégalités de Bell.

Ainsi, il n'y a pas (dans le contexte de la mécanique quantique) d'information cachée dans la boîte.En ce qui concerne l'état du chat juste avant l'ouverture de la boîte, la réponse de la mécanique quantique, est que le chat est à la fois vivant et mort. Lorsque l'on ouvre la boîte, on "mesure" l'état du chat, ce qui a pour effet de le projeter soit dans la vie soit dans la mort.

C'est le principe de superposition d'états et de projection : un système quantique peut être dans "plusieurs états à la fois" mais est projeté dans l'un de ces états si on le mesure (la projection est aléatoire avec des probabilités qui reflètent le poids des différents états dans la superposition).

Juste avant l'ouverture de la boîte, le chat est mort-vivant en étant autant vivant que mort.

Mais juste après la fermeture de la boîte, le chat est mort-vivant mais en étant beaucoup plus vivant que mort (la probabilité que le chat soit en vie est beaucoup plus forte juste après la fermeture, le poids de l'état de vie est plus fort). Ainsi au cours du temps, la superposition de vie et de mort évolue. - source : http://www.obs-besancon.fr/publi/DavidViennot/Vmq_chat.htm

Allez, une aspirine et au lit.

mais si vous voulez en savoir plus... faites un tour par wikipédia : http://fr.wikipedia.org/wiki/Chat_de_Schr%C3%B6dinger