Observation d'une particule quantique

Pour tout ce qui traite des expériences de physique.
Ratcket
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Observation d'une particule quantique

Messagepar Ratcket » 22 Sep 2017, 15:31

Bonjour à tous,
Je m'interesse beaucoup au science et notamment à la physique, mais ne faisant pas d'etude sur le sujet il y a des questions auxquelles j'ai du mal à trouver une réponse compréhensible. Notamment sur les phénoménes qui interviennent lors de l'observation d'une particule quantique qui cesse alors d'avoir un comportement ondulatoire et redevient une particule classique.
Si je ne dis pas de bétise une particule pour qu'elle soit dans un état quantique doit être isolé (au moins partiellement) de son environnement. L'observation impliquerait une perturbation de l'environnement suffisante pour empecher la particule d'etre dans un état quantique (émission de l'umière par exemple).
Cette réponse me parais logique mais je doute qu'elle soit suffisante car c'est plus une déduction de ma part qu'une explication claire d'un spécialiste que je n'ai pas pus trouver.
J'espere que vous pourrez m'éclairer sur le sujet et que ma question est compréhensible!

JPMoulin
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Re: Observation d'une particule quantique

Messagepar JPMoulin » 25 Sep 2017, 11:59

Bonjour

Je te prie de lire la réponse faite a immarcelo, on va en remettre une deuxième couche.

Tu ne peux trouver une réponse compréhensible car il n'y a rien a comprendre, ce ne sont que des formalismes.
Je ne connais pas de livre de vulgarisation de la mécanique quantique.
Dans le meme type d'abstraction : Existe t il des livres de vulgarisation traitant des espaces non commutatifs (bien qu'on puisse trouver un article de Bigatti sur le sujet dans la recherche), surement non car c'est mission impossible !
En mécanique quantique c'est pareil !
J'ai lu il y a bien longtemps un tel livre de Leonid Pomonarev qui tente de décrire avec des mots la mécanique quantique, très bien fait, il peut donner l'illusion qu'on peut comprendre quelque chose mais ce n'est qu'une illusion. Ca a au moins le mérite de prendre conscience que ces "particules" sont en plusieurs endroits a la fois, quand ils répondent a la question d'un expérimentateur, ça s'appelle une mesure, l'expérience détruit "l'objet" et pire encore l'objet sait qu'il a la propriété après l'expérience, ce qui du point de vue du bon sens est aberrant : je t'invite a voir et a méditer sur les expériences qui demontrent qu'il n'y a pas de paradoxe de Podolsky Rosen et Einstein. Une particule "sait" qu'elle est rouge après qu'on ait fait une mesure sur la particule jumelle qui a détermine que cette particule est bleue !

Je cite wikipedia (mots clefs "observable mécanique quantique"):
Une observable est l'équivalent en mécanique quantique d'une grandeur physique en mécanique classique, comme la position, la quantité de mouvement, le spin, l'énergie etc. Ce terme provient d'une expression utilisée par Werner Heisenberg dans ses travaux sur la mécanique des matrices, où il parlait de beobachtbare Grösse (quantité observable), et où il insistait sur la nécessité d'une définition opérationnelle d'une grandeur physique, qui prend mathématiquement la forme d'un opérateur. Appliqué à un état quantique, l'opérateur permet de connaître tous les résultats possibles, et leur probabilité, d'une mesure d'une grandeur physique donnée sur un système quantique donné.

Autrement dit la dans une détection (un observable) d'une "particule" tout se passe comme si la fonction d'onde se collapsait et alors cela correspond a une localisation en un point. C'est tout ce qu'on peut dire avec des mots et on est guère avancé, je dirai meme qu'on est encore plus perplexe.
Je mets particule entre guillemets car il est impossible et vain d'essayer de comprendre avec des mots et des concepts de tous les jours la mécanique quantique et les particules. Le mot meme de particule donne l'illusion qu'on considère un objet alors qu'il n'en est rien.

Qu'est ce que c'est ?
Qu'est ce qu'il y a comprendre ?
Ou est la réalité de tout cela ?

Il y a encore une partie notable de physiciens (on pourrait dire 15% peut être 20 voire meme 25) qui se pose le problème de la réalité de tout cela, réponses a leurs interrogations, la mécanique quantique est incomplète, Dieu ne joue pas aux des (Einstein et l'effet photo électrique 1903 ou 1904, un des pères de la notion de quantum d'énergie) (voir la réponse de Bohr ), livre de Costa de Beauregard sur le réel voilé etc etc ...

Il semble qu'il y ait un effet de fatigue chez les physiciens devant ces interrogations, peut être est ce parce qu'ils sont confrontes a des choses encore plus étranges, par exemple, la matière noire que l'on trouve nulle part en fait.
Ici aussi on aboutit a une idée du meme style que la précédente : la physique est elle incomplète, a refaire, ce qui frappe quand on a découvert l'existence du Boson de Higgs, ce n'est pas la découverte en elle meme mais que cette découverte confortait ce qu'on appelle "le modèle standard".

Autrement dit la physique est confrontée a des problèmes énormes (la matière noire est un de ces problèmes énorme) qui peuvent faire douter de sa validité et la découverte du boson de Higgs fait que les physiciens ont été confortes dans les formalismes du modèle standards.
Conclusion :

Il est vain d'essayer de se representer la mécanique quantique (et la physique) autrement qu'avec des mathématiques.
La seule réponse est que le formalisme fonctionne, ça marche (quand tu ecoute la radio faisant intervenir les ondes Hertziennes), tout le reste semble être des opérations intellectuelles dénuées de sens.

Amicalement.

J-P Moulin

JPMoulin
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Re: Observation d'une particule quantique

Messagepar JPMoulin » 26 Sep 2017, 11:54

Bonjour.

Si il y a une reference bibliographique a citer concernant ce sujet, c'est bien Richard Feynman (Comme le disait Darrigan).

Les cours de Feynman sont vendus 100 Euros et pareil en dollar pour les "lectures on physics", mais très bonne surprise, on peut les telecharger en version originale dans une université Jordanienne dont voici l'URL :

http://www.zuj.edu.jo/download/feynman-lectures-on-physics-volumes-123-feynman-leighton-and-sands-pdf/

Pour un téléchargement gratuit en version Francaise, je ne sais pas, a vous de chercher.

Par ailleurs, je vous invite a lire ce que dit wikipedia concernant l'impossibilité de décrire en mots la mécanique quantique ou la perplexité de certains physiciens sur le problème de la représentation du réel que soulève la physique moderne.

mots clefs :

Intrication quantique
delocalisation

et bien d’autres choses notamment la notion de causalité :

je cite :
Il (il s’agit de Feynman) développa aussi les diagrammes de Feynman, un outil qui permet de conceptualiser et de faciliter le calcul des interactions entre particules dans l'espace-temps, notamment les interactions entre l'électron et son antiparticule, le positron. Ces diagrammes lui permettaient de travailler avec des concepts qui auraient pu être moins approchables sans ceux-ci : comme la réversibilité du temps.

Amities.

J-P Moulin

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Re: Observation d'une particule quantique

Messagepar JPMoulin » 15 Oct 2017, 11:53

Depuis la derniers réponse, je suis allé voir un peu partout, pour voir si je n’avais pas dit de bêtises car la physique n’est pas mon domaine et si j’avais été clair et/ou compréhensible.

En fait on pourrait tout simplement renvoyer en guise de réponse a toutes les personnes qui essaient d'appréhender avec des concepts du sens commun la mécanique quantique ou meme la physique (je pense a une question sur la nature du temps en physique posée ailleurs sur ce meme forum, alors qu’il aurait fallu parler du formalisme de l’espace temps.)

et ce que dit de l’impossibilité d’apprehender la mécanique quantique avec des concepts de tous les jours au début du cours de mécanique quantique de Feynman ( a la fin d’un cours, il dit : “Si vous avez compris ce que je viens de dire, c’est que je n’ai pas été clair” (!))

Ce qui me frappe le plus chez Feynman, ce n’est pas tant ce qu’il dit mais sa rigueur intellectuelle.
Je vous invite a voir comment il manie l’implication de la philosophie au tout début de son cours sur la mécanique quantique, c’est le troisième paragraphe après les paragraphes particle as bullet et le paragraphe particles as wawe

ou aux interventions de physiciens de bon niveau sur youtube, un exemple parmi tant d’autre
qui montre que la mécanique quantique est “contre intuitifve” comme le disent les scientifiques.

Comprendre la physique quantique - YouTube

La mécanique quantique en 7 idées — Science étonnante #16 - YouTube

ou les multiples interventions sur youtube d’Aurélien Barreau.


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Le caractère non intuitif qui se dégage de la science “moderne” ne date pas d’hier, je citerai Cantor qui a défini les axiomes régissant ce qu’on appelle la théorie des ensembles et qui doutait de ses résultats (et de sa propre santé mentale) a tel point qu’il a écrit des lettres au pape qui lui fit cette réponse “Rassurez vous mon fils, en Dieu, se resoud toutes les contradictions.”.

Tout étudiant débutant en mathématique connait aleph zéro cardinal d’un ensemble dénombrable et aleph 1, le cardinal des points de la droite numérique et le théorème de cantor qui démontrer la non concordance un a un des éléments de ces deux ensemble et qui démontre qu’il y a des “infinis plus grands que d’autres” , ou qu’on peut définir un ensemble infini par le fait que des parties ont le meme nombre d’éléments que l’ensemble : “Paradoxe” qu’avait note en son temps par Galilee, l’application biunivoque y = 2x (sur l’ensemble des entiers naturels N) permet de démontrer qu’il y a autant de nombre entiers que de nombres pairs.

Ce qui est très intéressant sont les réactions d’autres mathématiciens :

Cela a valu a Cantor d’etre exclu du journal de Crelle, par son patron, Kronecker ou Weiestrass je ne me souviens plus lequel des deux,
ou la réaction de Poincaré qui a dit bien plus tard “qu’il faudrait expurger tôt ou tard les mathématiques de la théorie des ensembles” qui est maintenant considérée comme un des fondements des mathématiques. Je crois qu'il parlait a ce propos de la monstruosité qu'était cette théorie.

J-P Moulin.


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