Intrication Quantique (2/4) : Les inégalités de Bell

Merci ! Au contraire, votre commentaire apporte beaucoup, c'est toujours un plaisir de lire des encouragements :-)

Merci à vous ! La suite arrive très bientôt.

Merci, vous nous faites très plaisir ! On travaille sur l'épisode 3, l'attente risque aussi d'être un peu longue, mais on espère vous apprendre plein de choses sur l'expérience d'Aspect :)

Merci à toi pour le commentaire !

Merci à vous pour le commentaire ! Ça fait plaisir

Super compliment, merci à vous ! J'espère que la suite sera à la hauteur.

Merci beaucoup 🙂🙃 La suite sera là à la rentrée!

@Photons Jumeaux Super merci! A la rentrée donc!

Merci à vous, la suite est en préparation...

Merci à vous ! N'hésitez pas à vous abonner ;-)

@Photons Jumeaux c'est fait depuis le premier épisode ! Merci a vous

On y travaille, merci !

Merci ! Vous avez raison, il faudrait que je trouve le temps de le faire...

Héhé, on aime ménager nos effets... Merci beaucoup pour le commentaire !

Avec plaisir !

Merci ! C'est toujours difficile de trouver un rythme satisfaisant quand il y a beaucoup d'intervenants et d'informations à transmettre.

Merci du commentaire. Au sujet de votre question: si vous considérez un système de deux photons intriqués type (H,H)+(V,V) (c'est à dire qui ont 50% de chance d'être tous les deux mesurés avec une polarisation horizontale et 50% de chance d'être tous les deux mesurés avec une polarisation verticale lorsque les deux polariseurs sont parallèles), alors d'après la mécanique quantique, on peut démontrer que la probabilité d'avoir une corrélation entre les détecteurs lorsque les polariseurs ne sont plus parallèles vaut cos^2(A) (le carré du cosinus de A), A étant l'angle relatif entre les deux polariseurs. Si vous faites un peu de maths et que vous voulez les détails du calcul, vous pouvez jeter un coup d'oeil à cette page (feynman.phy.ulaval.ca/marleau/pp/03epr/epr_2/epr_2.html)

@Photons Jumeaux grand merci pour votre retour. C'est vrai que cela m'interroge dès que je vois une courbure dans cette physique théorique et observationnelle
J'irai lire le lien sur Feynman( j'avais un niveau Deug scientifique).

Vous avez bien raison, il faut qu'on s'en occupe.

Merci !

Merci beaucoup !

On est content que ça vous plaise !

La chaîne n'est pas l'auteur du reportage

Si, si. Les auteurs de la série sont bien les créateurs de la chaîne ;-)

Merci beaucoup ! On continue ne vous en faites pas...

Merci beaucoup !

Il faudra attendre la rentrée :-)

Bonjour, merci pour le commentaire!
Aspect assume complètement le bazar organisé de son bureau. C'est assez drôle de comparer à celui de Grangier...
Pour ce qui est du photon, c'est difficile d'aller au delà de la définition simple de : "particule de lumière". Un physicien dirait plutôt "excitation élémentaire du champ électromagnétique"; cela signifie que le photon est une sorte de "paquet" d'énergie lumineuse qui ne peut pas être découpé en paquets plus petits. Mais comme toutes particules quantiques, ce "paquet" n'a pas de position définie tant qu'il n'est pas mesuré (cf épisode 1). La représentation sous forme de petites "boules" de lumière est donc assez fausse, mais aide à comprendre. Même chose pour la "vie et la mort" des photons, il faut faire attention à l'anthropomorphisme. Je dirais que les photons sont un peu comme de la monnaie : ils sont un vecteur d'échange d'énergie entre des particules de matière qui interagissent via un champ électromagnétique (par exemple, deux charges électriques qui s'attirent)
Je ne sait pas si je vous ai éclairé ou embrouillé^^. Le problème avec la vulgarisation de la physique quantique, c'est que le langage de tous les jours manque de vocabulaire pour décrire ces objets qui échappent complètement à notre expérience du quotidien. Si on veut être plus précis, il faut rentrer dans les subtilités du formalisme.

@Photons Jumeaux Merci. Il est vrai que transformer des mathématiques en language de tous les jours, reste un exercice compliqué. Et comme je ne suis simplement qu'un passionné, cela restera toujours difficile à capter. Je vais rester sur ma vision, certainement erronée, d'un photon.

Bonjour, je ne suis pas certain ce comprendre votre question. Si vous vous demandez si la mesure donne bien, par exemple, HH au niveau des détecteurs, la réponse est oui. Mais la question qui perturbait Einstein et qui fait encore débat est de savoir quelle est la valeur de la polarisation des photons AVANT la mesure. Deux visions s'affrontent: 1) D'après la mécanique quantique (interprétation de Copenhague), cette valeur n'"existe pas" encore: l'indétermination est intrinsèque au système. 2) D'après Einstein, l'indétermination vient uniquement de nous, et de notre absence de connaissance du système (la valeur de la polarisation existe, mais nous est encore inconnue).

Merci pour votre réponse. En visionnant la vidéo, je comprends que les deux photons intriqués (ou jumeaux) ont la même polarité, H ou V, et que c'est le fait que la mesure de la polarisation des deux photons donne HH ou VV, autrement dit que l'on constate que les photons ont la même polarité, qui pose problème. Ce qui n'a rien d'étonnant, bien évidemment, d'où ma question pour comprendre ce qui m'a échappé.
A votre réponse, je comprends que les deux photons intriqués ont toujours la même polarité, et que Einstein était perturbé par le fait, selon la mécanique quantique, de ne pas pouvoir connaître la polarité des photons avant la mesure. Si à l'émission des photons intriqués, leur polarité est identique mais inconnue, soit H, soit V, qu'est ce que cela a d'étonnant à ne pas pouvoir la connaître avant la mesure ?
Maintenant si selon la mécanique quantique, la valeur de la polarité des deux photons n'existe tout simplement pas avant la mesure, cela veut dire qu'avant la mesure les deux photons sont sans polarité. Ce n'est pas clair pour moi.

Oui, d'après la mécanique quantique, la valeur de la polarisation des photons n'est pas définie avant la mesure: cette valeur n'existe pas encore. Mais attention: ce n'est pas exactement la même chose de dire que les photons sont "sans polarisation". Ils "ont" bien une polarisation, mais la valeur de celle-ci n'est pas encore déterminée.
C'est cela qui perturbait Einstein, pour qui toute propriété (comme la vitesse, la position, la polarisation) possède nécessairement une valeur déterminée, indépendamment d'une mesure.

Je comprends bien cela. Mais qu'est ce qu'il y a d'étonnant à ce que la mesure des deux photons donnent le même état de polarisation, puisqu'ils sont dans le même état de polarisation à leur émission par l'atome excité ?

@Fabrice Solaris Ce qui est étonnant, c'est que les mesures de polarisation sur les deux photons donnent les mêmes résultats, malgré le fait que cette polarisation soit indéterminée jusqu'au dernier moment. Autrement dit, les photons "savent" qu'ils ont la même valeur de polarisation, mais ils ne "savent pas" quelle est cette valeur: ils "choisissent" au dernier moment, lorsqu'ils rencontrent l'appareil de mesure, et leurs choix sont toujours corrélés, quelque soit la distance que les sépare. Ce type de corrélations dites "non locales" n'a aucune équivalence en physique classique.

Bonjour. Je ne pense pas que la difficulté conceptuelle de la mécanique quantique est liée à l'observation d'objets individuels. La vrai difficulté porte plutôt sur la nature des objets AVANT la mesure, qui est très bizarre (superposition, dualité onde-particule, etc). En réalité, on sait manipuler et observer des particules uniques depuis un petit moment. Voir par exemple, cette très célèbre photos d'un ion unique piégé (hitek.fr/actualite/scientifique-parvient-photographier-atome-isole-stontium_15429). Par ailleurs, à l'époque des expériences d'Aspect, la technologie de détection de photons individuels était déjà bien au point. Quand aux équations, elles sont plus ou moins représentées schématiquement dans les animations de cette vidéo, mais je ne suis pas certain qu'elles apportent beaucoup de clarté. Par exemple, un photon qui est dans une superposition d'état entre un état de polarisation Horizontal (H) et vertical (V) s'écrira mathématiquement "A*(H)+B*(V)", (A et B sont des coefficients sans importance ici). Que signifie cette équation ? Et bien la seule chose qu'on puisse vraiment dire, c'est qu'une mesure de polarisation sur ce photon donnera aléatoirement soit (H), soit (V), mais au delà, l'équation ne nous éclaire pas beaucoup, car on ne sait pas exactement ce que signifie ce signe "+". Est-ce que ça signifie que le photon est vraiment dans deux états "en même temps" ? Ou bien dans aucun des deux états?

Bonjour. Votre description tombe sous le coup du théorème de Bell: cette propriété "fluctuante" que vous décrivez reste une variable cachée locale. Donc si votre mécanisme était à l'oeuvre dans l'expérience, on devrait observer une non-violation des inégalités de Bell. Or toutes les expériences montrent que ce n'est pas le cas (cf épisode 3).

@Photons Jumeaux ,,,,,pas exactement, car l’expérience est censée montrer un « hasard » quantique, or il est « démontré » uniquement par la statistique, pas par une expérience unique mais des milliers d’expériences consécutives.
Ce que j’explique c’est que l’on trouve cette même probabilité si l’on considère que c’est le photon lui-même qui varie de manière aléatoire en permanence, sa cinétique est en permanence aléatoire puisque dans ma théorie sa volumétrie varie plusieurs millions de fois par seconde, donc quand vous prenez la mesure de sa position ou du franchissement ou non des polariseurs vous avez FORCEMENT une mesure aléatoire, incontrôlable, et ce n’est qu’en multipliant les données que l’on peut déterminer que ce hasard n’est pas si aléatoire mais intrinsèque au photon. Et oui, effectivement c’est bien une variable cachée locale, Einstein avait raison.
Si vous avez mille femmes dans une clinique qui vont toutes accoucher de jumeaux dans la journée, et qu’aucune n’a fait d’échographie, si vous pariez sur le sexe des jumeaux de la première femme qui accouchera, vous avez 33,33% de chance d’avoir raison (1 garcon + 1 fille, ou 2 filles, ou 2 garçons), on parle de « hasard » alors qu’avoir statistiquement raison 1 fois sur 3 relève de la chance pas du hasard, car le hasard par définition qualifie un phénomène rare et difficilement reproductible même volontairement.
Mais si vous faites la statistique des sexes des 2000 nouveaux-né(e)s, le « hasard » s’effondre, vous aurez environ 50% de garçons et 50 % de filles. Et bien le prétendu « hasard quantique » c’est cela, une illusion de hasard car en fait le photon varie en volume (gros volume de l’onde = garçon, petit volume de l’onde = fille) et comme la rythmicité de l’onde est totale, au moment de prendre la mesure soit l’onde sera grosse soit elle sera petite. Et sur des milliers de photons ce sera 50% 50%. Pourquoi ? Parce que dans l’analogie de l’accouchement c’est la nature même de notre adn, de nos chromosomes, et de la procréation du vivant en général qui régit la statistique, cela n’a rien à voir avec le hasard, fusse t-il quantique. De même, le photon a sa propre nature intrinsèque.
L’erreur de raisonnement est de considérer qu’il n y aurait aucune explication physique au fait qu’un photon puisse varier de charge de manière indéterminée. C’est faux, le photon varie de volume en permanence, sauf quand il est intriqué avec un autre photon, là leurs ondes se figent dès leurs émissions, mais toujours de manière aléatoire, incontrôlable, car nous n’avons aucun moyen d’agir sur TOUTES les propriétés physiques des photons, en clair on ne sait pas si l’atome de calcium va émettre deux « filles » ou deux « garçons », et on n’a aucun moyen d’influencer cette émission

@Photons Jumeaux ,,,,. ,,,, l’erreur est de ne pas avoir compris que peu importe le sens des polariseurs puisque ce qui compte est la largeur des mailles et non le sens des mailles du polariseur, car si le photon a une onde variable en volume (figée lorsque son photon est intriqué avec un autre, et fluctuante quand il n’est pas intriqué) alors ce qui compte est la taille de son onde au moment où il se présentera au contact du polariseur (donc lors de la mesure). Si le diamètre maximal de l’onde est de 100, vu que l’on fait des milliers de bombardements, la moyenne de diamètre de ladite onde sera de 50. Donc 50% des photons auront une onde inférieure à 50 de diamètre, et 50% auront un diamètre supérieur à 50. Si les photons intriqués ont des volumes d’ondes figées, alors les deux photons peuvent avoir un diamètre supérieur ou inférieur à 50. Si les mailles du polariseur font 50 de diamètre, vous aurez bien une chance sur deux à chaque bombardement de 2 photons intriqués que ces photons franchissent tous les 2 le polariseur.
La deuxième faiblesse de la théorie de l’Ecole de Copenhague est de ne pas avoir envisagé que le photon puisse ne pas être uniforme, mais évolutif, et singulier au moment de la mesure.

@Aurelien Martineau L'expérience d'A. Aspect n'est pas de montrer un hasard quantique, ce qui n'a aucun sens car si le hasard n'existe pas vous pourrez le démontrer mais pas le contraire.
Son expérience nous confirme encore une fois et de manière encore plus précise que les inégalités de Bell sont violées. Cela signifie donc que la paire de photons intriqués et qui va être mesurée ne peut en aucune manière possédée ne serait ce q'une variable cachée locale. Il y a certainement une explication mais je pense q'on ne pourra pas la trouver avec nos cerveaux fonctionnant de manière classique. Il faudrait que l'on soit équipé de cerveaux quantiques.

@NightFlyght ,,, l’expérience d’Alain Aspect a pour but de démontrer que deux particules intriquées n’ont pas de propriétés déterminées dès leurs émissions, et que d’une certaine façon c’est la particule qui décide de manière aléatoire au dernier moment de ses propriétés sans que nous puissions influencer ces dernières. C’est une interprétation que je trouve simpliste, car si le photon est potentiellement protéiforme, thèse que je défends, ceci dès son intrication et la fixation de son onde, alors les seules propriétés aléatoires dudit photon ne résident que dans sa volumétrie qui lui permettra ou non de franchir les obstacles (polariseurs, lames semi réfléchissantes), et comme il est impossible de fixer par la manipulation humaine cette volumétrie, il l’interprète comme étant la preuve d’un hasard quantique. Sauf que cette interprétation est erronée, dans la mesure où dans le cadre d’un vrai hasard, les probabilités (au bout de milliers de tests) pour que deux particules intriquées aient des propriétés similaires à distance ne devraient jamais être prévisibles, or ce n’est pas le cas. Le hasard n’est pas probabiliste

C'est prévu. Quand la série sera terminée on travaillera sur les sous-titres

Eh oui, il a l'art du cliffhanger...

Il n'y a pas que deux polarisations possibles du photon: il y a deux voies de sorties possible au polariseur. Les résultats possibles dans une mesure de polarisation sont "photon réfléchi" ou "photon transmis". Si le polariseur est horizontal, alors "photon transmis" signifie que le photon a été mesuré dans un état horizontal, et "photon réfléchi" signifie que le photon a été mesuré dans l'état perpendiculaire, c'est à dire vertical. En revanche, si le polariseur est orienté (par exemple) de 30° par rapport à l'horizontal, alors "photon transmis" signifie que le photon a été mesuré dans un état à 30° de l'horizontal, et "photon réfléchi" signifie que le photon a été mesuré dans un état perpendiculaire, c'est à dire à 30°+90° = 120° de l'horizontal.

Bien tenté... mais non! On ne peut pas "forcer" la polarisation à adopter un état, puisque le résultat d'une mesure est toujours aléatoire, donc incontrôlable. De plus, il faut avoir en tête qu'à chaque mesure sur une paire de photon, les particules sont détruites. Il existe des protocoles de communication et de cryptographie quantique (cf épisode 4/4 qui sortira dans quelques mois) mais aucun ne permet d'envoyer de l'information plus rapidement que la vitesse de la lumière.

@Photons Jumeaux merci pour la réponse 🥰 hâte de voir la suite

Si vous voulez. Mais une formulation vraiment rigoureuse serait : "une propriété dont la valeur est fixée dès le départ"

Bonjour. Je ne comprends pas bien votre question: pourquoi ce qui est dit à 6:17 est inexact? On ne parle pas de variable cachée à ce moment là.

Le début de la vidéo numéro 3 résume la problématique.

Dans l'interprétation "standard" de la mécanique quantique, la mesure "créée" la propriété (ici la polarisation) dans le sens où l'observation "force" la propriété à adopter une valeur. Dans un système intriqué, lorsque l'on mesure l'état de la particule 1, on la "force à choisir" un état, mais on "force" également la particule 2 à "choisir" le même état, au même moment. Tout se passe comme si il existait une sorte d'action non-locale (à distance) de l'appareil de mesure 1 sur la particule 2.

Ce que vous dites est improuvable, le fait que l’autre photon soit de charge différente ou similaire au premier ne veut pas dire que l’un change de charge à distance en fonction de l’autre, tout simplement parce qu’il faudrait constater ce changement, or une fois que vous avez mesuré le premier il ne peut en aucun cas changer de charge si l’on détermine la charge de l’autre plus tard. Cela veut dire que les charges étaient forcement déterminées dès leurs émissions.

@Aurelien Martineau alors pourquoi dit on qu einstein avait tord ? ou se trouve la soi disant violation de la localité ?

@martial cardot
*ou se trouve la soi disant violation de la localité*
Dans le fait que l'action sur un élément A se répercute immédiatement sur un élément B distant, sans lien matériel avec l'élément A, en gros. En faisant abstraction de l'aspect aléatoire, et pour faire le focus sur la non-localité uniquement, c'est comme si j'avais une lampe entre les mains, et qu'à l'autre bout de l'Univers se trouvait une lampe similaire, mais non reliée matériellement à la première et que si j''allumais ou éteignais la première, la deuxième s'allumait et s'éteignait également et immédiatement, de manière coordonnée.

Toutes nos excuses, on s'occupe du sous-titrage dès que l'on aura terminé la quatrième partie.

Désolé, on va sous-titrer ces passages, promis