ma traduction :
Do atoms going through a double slit ‘know’ if they are being observed?
Wheeler's "delayed choice" gedanken done with single helium atom
Position problems: Wave or particle behaviour at play?
Une particule quantique massive – telle qu’ un atome - dans une expérience à double fente se comportera-t-elle différemment selon le moment où elle sera observée ? Ce célèbre " choix retardé ( Gedankenexperiment) " c est John Wheeler qui a posé cette question en 1978, et la réponse vient d’être réalisée expérimentalement avec des particules massives pour la première fois. Le résultat démontre que cela n'a pas de sens de décider si une particule massive peut être décrite par un comportement soit d’onde soit de particule jusqu'à ce qu'une mesure ait été faite. Les techniques utilisées par les auteurs de l article pourraient avoir des applications pratiques pour les futures recherches sur la physique, et peut-être aussi pour la théorie de l'information.
Dans la célèbre expérience de la double fente, des particules simples, telles que les photons, passent une à la fois à travers un écran contenant deux fentes. Si le chemin est « surveillé, » un photon passera apparemment par une fente ou par l'autre, et aucune interférence ne se verra. Inversement, sans monitoring , un photon apparaîtra avoir passé par les deux fentes simultanément, avant d'interférer avec lui-même, en agissant comme une onde…….
. En 1978, le physicien théoricien américain John Wheeler a proposé une série d'expériences de pensée dans laquelle il se demandait si une particule qui passe apparemment à travers une fente pourrait être considérée comme présentant une trajectoire bien définie, dans laquelle elle passe à travers une fente, ou par les deux. Dans les expériences, la décision d'observer les photons est prise seulement après qu'ils aient été émis, en testant ainsi les effets possibles de l'observateur.
Par exemple, qu’arrive t-il si la décision d'ouvrir ou de fermer l'une des fentes est prise après que la particule soit engagée à passer à travers une fente, ou les deux? Si un motif d'interférence reste toujours visible lorsque la deuxième fente est ouverte, cela nous forcera soit à conclure que notre décision de mesurer la trajectoire de la particule affecte sa décision passée au sujet de la voie à prendre, soit à abandonner le concept classique , a savoir que la position d'une particule est définie indépendamment de notre mesure
Alors que Wheeler avait conçu ceci purement comme une expérience de pensée, les progrès expérimentaux ont ensuite permis à Alain Aspect et ses collègues de l'Institut d'Optique, Ecole Normale Supérieure de Cachan et du Centre national de la recherche scientifique, France, de la faire exécuter en 2007 avec un seul photon, en utilisant des séparateurs au lieu des fentes envisagées par Wheeler. Par l’action d’ insérer ou de retirer un second diviseur de faisceau au hasard, les chercheurs ont pu soit faire se recombiner les deux chemins ou les laisser rester séparés, ce qui rend impossible à un observateur de savoir quel chemin un photon a pris. Ils ont montré que si le second diviseur de faisceau a été inséré, même après le photon ait passé le premier, un motif d'interférence a été créé.
La dualité onde-particule de la mécanique quantique impose que tous les objets qui en relèvent, massifs ou non, peuvent se comporter comme des ondes ou des particules. Récemment Andrew Truscott et ses collègues de l'Australian National University ont effectué l'expérience de Wheeler en utilisant des atomes déviés par des impulsions laser au lieu de photons déviés par des miroirs et des séparateurs. Des atomes d'hélium, libérés un par un à partir d'un piège dipolaire optique, tombent sous gravité jusqu'à ce qu'ils soient frappés par une impulsion laser, qui les dévié dans une superposition égale des deux Etats de moment , en voyageant dans des directions différentes et avec une différence de phase réglable. C’est donc cela le premier "diviseur de faisceau". Les chercheurs ont ensuite décidé d'appliquer une seconde impulsion laser pour recombiner les deux Etats et créer des états mixtes - l'un formé par addition des deux ondes et un autre formé par soustraction - en utilisant un générateur de nombre aléatoire quantique. Lorsqu'est ainsi appliquée, cette impulsion laser finale, il était impossible de dire lequel des deux chemins le photon avait pris pour voyager le long. L'équipe a renouvelé l'expérience à plusieurs reprises, en faisant varier varla différence de phase entre les chemins.
L'équipe de Truscott a constaté que lorsque la seconde impulsion laser n'a pas été appliquée, la probabilité que l'atome soit détecté dans chacun des états d'impulsion était de 0,5, quel que soit le retard de phase entre les deux. Cependant, l'application de la seconde impulsion produit un motif d'interférence d'onde sinusoïdale différente . Lorsque les ondes sont parfaitement en phase à l'arrivée au diviseur de faisceau, elles interférent de manière constructive, en entrant toujours l'état formé par addition . Lorsque les ondes sont en opposition de phase, en revanche , elles interférent de manière destructive et ont toujours été trouvées dans l'état résultant de leur soustraction . Cela signifie que l'acceptation de notre intuition classique sur des particules voyageant avec des chemins bien définis aurait pour effet de nous forcer à accepter la rétro -causalité . «Je ne peux pas prouver que ce n’ est pas ce qui se passe», dit Truscott, "Mais 99,999% des physiciens diraient que ( l acte) de la mesure - à savoir le diviseur de faisceau est là ou n est pas là - transporte l'observable dans la réalité, et à ce moment là , la particule décide d’ être une onde ou une particule ".
En effet, les résultats des deux , Truscott et Aspect, montrent que le comportement en onde ou le comportement en particules reste probablement indéfini jusqu'à ce qu'une mesure en soit faite. L'autre option moins probable serait une rétro causalité - que la particule ait en quelque sorte des informations sur l'avenir - mais cela implique d'envoyer un message plus vite que la lumière, ce qui est interdit par les règles de la relativité.
Aspect se déclare impressionné. "c’ est un très, très beau travail», dit-il, «Bien sûr, dans ce genre de chose, il n'y a plus de véritable surprise, mais c’ est une belle réussite." Il ajoute que, au-delà de la curiosité, la technologie développée peut avoir des applications pratiques. "Le fait que vous puissiez maîtriser des atomes simples avec ce degré de précision peut être utile dans l'information quantique," dit-il.
La recherche est publiée dans Nature Physics
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La discussion du forum est très intéressante et je vous en livre quelques extraits ….
RAGTIME ne crois pas qu’ un atome d’hélium soit l’équivalent quantique du photon isolé d’ASPECT ;et en effet He 4 (2),c’ est déjà pour lui tout un fourbi de protons neutrons, quarks et electrons !
Et il ajoute son interprétation à lui : «
A physically much more realistic scenario is, only the portion of vacuum surrounding the particle gets into wave shape, which subsequently interacts with double slit - whereas the atom is rather unaffected with the whole process. This effect is analogous the formation of bow wave around boat floating at the water surface (compare the Couder & Fort experiments described here) and as such it brings back the classical notion of vacuum formed with undulating particle environment.
If this interpretation remains valid, then we could observe the lone atom with its fluorescence along whole its path, whereas the atoms would still form the flabelliform interference pattern at the target. Such an result would disprove the wave/particle complementarity of Copenhagen interpretation, which disallows such a result”
C ‘est à ASGHAR que je me rallie comme souvent : « 1. A particle like the helium atom of mass M, when in motion with a certain velocity V is endowed with the de Broglie wave of wavelength λ =h/MV, where h is the Planck constant. One notes that this λ depends only on the mass M of the particle whatever its internal structure. From here onwards, the double slit system does its job and produces the interference Spectrum.
2. According to the "weak measurement" technique, the atoms concerned do "know" that they are being observed as to which slit they pass, but still one has the interference spectrum
Un commentaire final :polariser un photon comme ceci ou comme cela ( experience d Aspect ) ou « donner un coup de pied au c.. » à un atome d’ hélium ou non , ce n est pas pour moi la meme chose !Donc les explications de RAGTIME et celle de ASHGAR me conviennent ……En revanche je commence à m' irriter sur les soi- disante propriétés d’ « amour cosmique subquantique » dans l’intrication quantique de deux particules et ne veux SURTOUT plus entendre parler de retro-causalité . JE VAIS PREPARER MON PROCHAIN DOSSIER DU « POUVOIR DE L’IMAGINAIRE » LA DESSUS…….
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