Le chat de Schrödinger

Il en est des chats qui n’ont pas eu de chance dans toute leur vie. Vous avez bien en tête un chat qui a dû servir de sujet d’expériences aux protocoles plus que douteux, je pense notamment à ce pauvre chat de l’expérience de la tartine beurrée qui doit encore tourner en lévitation au-dessus du sol (lien vers article de Murphy). Ou bien ce chat utilisé pour mettre l’ambiance dans les soirées disco en prenant volontairement sa dose de LSD journalière, ou encore ce chat, à l’image du mec qui a passé le mur du son en sautant du sommet du monde, aurait sauté sans être sponsorisé par Redbull !

Mais un chat tout particulièrement malchanceux fut choisi pour être le sujet d’une expérience encore plus farfelue pour mettre en évidence le caractère ondulatoire de la matière, dont faisait le  postulat les pionniers de la physique quantique, un certain Bohr et Heisenberg, encore plus farfelus que le reste.

Erwin Schrödinger

Schrödinger (prononcez « S-chro-dine-guer »), voulant aider ses potes les physiciens farfelus s’est dit qu’il allait lui aussi imaginer une expérience en 1935  prouvant les dires de ces monsieurs. Et naquit « La boite de Schrödinger ».

Petites précisions historiques nécessaires à la compréhension du reste.

La mécanique quantique : permet d’étudier la matière à un niveau atomique et subatomique, autrement dit, dans l’infiniment petit. Elle se démarque de la physique classique où elle considère la matière comme une fonction d’onde dont l’amplitude de probabilité sont tout autant d’événements qui sont susceptibles d’interférer avec, y compris de manière destructive. Je vous ai perdus ? C’est normal, parce que les physiciens aussi ont du mal à se représenter ça.

Ecole de Copenhague : donnerait une explication « cohérente » de la mécanique quantique, postulant alors que le caractère probabiliste de la mécanique quantique proviendrait de l’interaction de l’appareil de mesure et de ce qui est mesuré, autrement dit, que l’effet de l’appareil de mesure sur son objet ne peut être négligé. De plus, cette école déclare que  notre cadre de conceptuel hérité de la physique classique n’est plus adapté pour décrire l’infiniment petit. On s’touche pas mal la nouille en physique.

Fin de la partie reloue.

Principe de la boite de Schrödinger : un chat est enfermé dans une boite fermée par un dispositif qui tue l’animal dès qu’il détecte la désintégration d’un atome d’un corps radioactif, relié à un interrupteur provoquant la chute d’un marteau cassant une fiole de poison.

Si les probabilités indiquent qu’une désintégration a une chance sur 2 d’avoir eu lieu au bout d’une minute, la mécanique quantique indique que, tant que l’observation n’est pas faite, l’atome est simultanément dans les deux états (intact/désintégré). Or pour l’expérience de Schrödinger,  l’état lié au chat (mort ou vivant) est lié à l’état de la particule radioactive de sorte que le chat soit simultanément aussi dans les deux états, jusqu’à l’ouverture de la boite qui est « l’observation » qui déclenche le choix entre les deux états.

La difficulté repose alors en fait sur l’interprétation : alors qu’on peut très bien imaginer une particule radioactive sous 2 états simultanément, l’esprit se refuse de penser qu’un animal peut être à la fois mort et vivant.

Sur 1000 expériences réalisées, 1 chat fut observé dans les deux états : mort et vivant simultanément, prouvant alors le bienfondé de la mécanique quantique.

Nan j’déconne. On n’a jamais retrouvé de chat vivant et mort en même temps. On n’a tout simplement même jamais retrouvé de chats dans ces boites. Car l’expérience n’a jamais été réalisée et heureusement pour nos copains les animaux.

Schrödinger n’était en fait pas vraiment un partisan de l’école de Copenhague, tout comme son pote Einstein. En réalité, son expérience qui est en fait un « exercice de pensée » démontrait que l’interprétation de la fonction d’onde par Bohr était incomplète, soulignant l’étrangeté de la mécanique quantique sans toutefois la réfuter.

Pourquoi l’utilisation d’un chat dans son expérience ? Eh bien, le mystère n’est pas tout à fait résolu, mais on peut supposer que Schrödinger voulait choquer l’opinion et mettre en avant le principe loufoque de la mécanique quantique.

On pourra se rassurer : les chats ont quand même pu éviter cette expérience !  Einstein proposait encore mieux : le même dispositif sauf qu’à la place du poison, un baril de poudre. C’était juste plus long à nettoyer après.

Références :

-   La mécanique quantique

-   L’école de Copenhague

-   Le chat de Schrödinger

Cependant, attention : malgré le caractère léger que j’ai emprunté à la rédaction de cet article, je n’ai ni le courage ni l’audace de remettre en cause des siècles de recherches en physique. J’aime à souligner cependant que l’interprétation de la physique quantique est quelque chose qui est difficilement praticable avec des connaissances moindres dans le domaine.