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Le MONDE selon la PHYSIQUE : mai 2015 -fin ( Cette intrication ....Un vrai foutoir!)

Publié le 29 mai 2015 par 000111aaa

 ma traduction :


Do atoms going through a double slit ‘know’ if they are being observed?

6 comments

Wheeler's "delayed choice" gedanken done with single helium atom

Illustration of an interference pattern

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.

Capture.PNG TRUSCOTT.PNG

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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