particules élémentaires

Alors que la mécanique quantique fournit des explications sur les résultats d'expériences, ces explications n'ont pas tendance, dans notre esprit, à améliorer notre compréhension. Mais pourquoi le feraient-elles ? C'est le travail de la science de fournir des théories et des modèles qui nous donnent une image exacte de la façon dont le monde fonctionne, et nous ne sommes pas libres d'exiger que ces théories soient conformes à nos attentes antérieures quant à la façon dont nous voudrions que le monde fonctionne, ou pensons qu'il devrait fonctionner. Si la science fournit parfois des explications sans nous donner ce que nous considérons comme une compréhension, le défi nous appartient, pas à la science qui précède.

Auteur: Lindley David

Info: Où vont les bizarreries ? Pourquoi la mécanique quantique est étrange, mais pas aussi étrange que vous le pensez. Vous pouvez la trimballer, mais ne pouvez vous en débarrasser (p. 125) Basic Books, Inc. New York, New York, États-Unis. 1996

[ mystère ]

rouage secret

Les partisans de ce paradigme mécaniste puissant qui imprègne la science depuis Newton, ultra majoritaires en sciences jusqu’à une époque récente, considèrent donc que le hasard indéterministe n’existe pas car ses causes comporteraient des "variables cachées" agissant exactement comme un conditionnement : hasard, déterminisme ou conditionnement, même combat ! […]
Ces idées ont pourtant été remises en question au cours du XXe siècle, une première fois par la mécanique quantique avec le principe d’incertitude de Heisenberg, et une seconde fois, beaucoup plus récemment, par la Théorie du Chaos. Il n’en reste pas moins que la Théorie des variables cachées demeure puissante et contribue à maintenir solidement les fondations du déterminisme qui, avec la causalité, sont même les fondations de toute la science […].

Auteur: Guillemant Philippe

Info: Dans "La route du temps" page 43

[ causalité ] [ physique classique ] [ projectionniste ]

nano-monde

La Mécanique Quantique est la description du comportement de la matière dans tous ses détails et, en particulier, des événements à l'échelle atomique. Les choses à très petite échelle ne se comportent pas comme si nous n'avions aucune expérience directe à ce sujet. Elles ne se comportent pas comme des vagues, elle ne se comportent pas comme des particules, ni ne se comme des nuages, ou des boules de billard, des poids ou des ressorts, ou comme tout ce qu'on a déjà vu...
Vu que le comportement à cette échelle est si différent de l'expérience ordinaire, il est très difficile de s'y habituer et tout ceci apparaît comme très particulier et mystérieux pour tout le monde, autant pour le débutant que pour le physicien expérimenté.

Auteur: Feynman Richard Phillips

Info: Six Easy Pieces: Essentials of Physics Explained by Its Most Brilliant Teacher. Quantum Behavior (pp. 116, 117). Addison-Wesley Publishing Company. Reading, Massachusetts, USA. 1995

[ étrange ] [ particules élémentaires ]

modélisation mathématique

Comme le remarque Schrödinger dès 1931, "l'objet auquel se réfère la mécanique quantique n'est pas un point matériel", c'est-à-dire qu'il n'est pas "une chose située en un lieu donné, que ce lieu soit découvert ou non". Cela n'empêche pas la mécanique quantique d'avoir un objet (*), et même un objet individué comme toute autre théorie physique, mais les modalités de son repérage sont transfigurées. Le geste ostensif, s'il se produit, doit se transporter ailleurs, dans un champs littéralement utopique : dans un espace de Hilbert. L'individu de la mécanique quantique c'est bien ce vecteur d'état-ci et non pas ce vecteur d'état-là (dans un certain espace de Hilbert), mais il se trouve que l'index qui a pour fonction de pointer occupe un autre espace que ce qu'il pointe.

Auteur: Bitbol Michel

Info: "Esquisses, forme et totalité (Schrödinger et le concept d'objet)", in "Erwin Schrödinger, philosophy and the birth of quantum mechanics", éd. Frontières, p.74-75 - (*) l'objet en question est la "fonction psi" (bien sûr) :-)

[ abstraction ] [ citation ] [ fonction psi ] [ bilocation ] [ observateur déphasé ]

nouveau paradigme

Toute l'histoire de l'invention de la forme matricielle de la mécanique quantique est bien plus complexe que ce que je peux raconter ici, car elle révèle un effort collectif très dynamique d'une communauté diverse de théoriciens, en étroites interactions. Néanmoins, aussi divers soient-ils, les théoriciens de la mécanique matricielle présentaient tous, en 1927, leur nouvelle théorie sous l'angle de la philosophie radicalement anti-réaliste prônée par Bohr. Les seuls résistants étaient ceux qui étaient venus à la mécanique quantique par le biais de la dualité onde-particule, Einstein, de Broglie et Schrödinger, qui restaient obstinément réalistes. Mais une fois qu'il fut démontré que la mécanique ondulatoire de Schrödinger était équivalente à la mécanique matricielle de Heisenberg, les réalistes ont pu être rejetés comme s'accrochant obstinément à de vieilles fantaisies métaphysiques, et ignorés.

Auteur: Smolin Lee

Info: Einstein's Unfinished Revolution :  La recherche de ce qui se trouve au-delà du quantum

[ sciences dures ]

post-quantique

Ironiquement, la mécanique quantique conventionnelle inclut elle-même une vaste expansion de la réalité physique, ce qui pourrait suffire à éviter la folie d'Einstein. Les équations de la dynamique quantique permettent aux physiciens de prédire les valeurs futures de la fonction d'onde, étant donné sa valeur actuelle. Selon l'équation de Schrödinger, la fonction d'onde évolue de manière totalement prévisible. Mais en pratique, nous n'avons jamais accès à la totalité de la fonction d'onde, que ce soit dans le présent ou dans le futur, de sorte que cette "prévisibilité" est irréalisable. Si la fonction d'onde fournit la description ultime de la réalité - une question controversée ! - nous devons en conclure que "Dieu joue un jeu profond strictement fondé sur des règles, univers qui ressemble à un jeu de dés pour nous".

Auteur: Wilczek Frank

Info: Einstein’s Parable of Quantum Insanity. September 10, 2015

[ mutivers ]

hyper-complexité

Les sciences nous ont appris à penser l'impensable. Parce que lorsque la nature est un guide plutôt qu'un a priori sous forme de préjugés et autres espoirs, craintes ou désirs, nous sommes forcés de sortir de notre zone de confort. Un à un, les piliers de la logique classique sont tombés au fur et à mesure des progrès de la science du 20 ème siècle. A partir de la prise de conscience d'Einstein selon laquelle les mesures de l'espace et du temps ne sont pas absolues mais dépendantes de l'observateur, jusqu'à la mécanique quantique qui non seulement impose des limites fondamentales à ce que nous pouvons empiriquement savoir mais nous démontre également que les particules élémentaires et les atomes qu'ils constituent semblent capables d'exécuter un million de choses impossibles à la fois.

Auteur: Krauss Lawrence M.

Info: In op-ed, A Universe Without Purpose, Los Angeles Times, 1 Apr 2012

[ limitation ] [ simultanéïté ] [ intrication ]

quantum acausal

Le fait que nous ayons maintenant affaire à des probabilités n'est sans doute pas dû au fait que nous n'en savons pas assez sur la particule. La mécanique des matrices dit que vous disposez de toutes les informations possibles. Pourtant, si vous prenez un million de particules préparées à l'identique dans le même état (la même combinaison des états A et B) et que vous effectuez un million de mesures identiques, le résultat montrera alors une moyenne moitié moitié de x2  le nombre de fois où vous trouverez la particule dans l'état A,  et de y2  le nombre de fois où vous la trouverez dans l'état B. Donc on ne peut jamais prédire la réponse pour une seule particule. On ne peut en parler que statistiquement. La nature, semble-t-il, n'est pas déterministe dans le domaine quantique. 

Auteur: Ananthaswamy Anil

Info: Through Two Doors at Once: The Elegant Experiment That Captures the Enigma of Our Quantum Reality

théorie-pratique

Quel est l'intérêt de parler de questions philosophiques ? Parce que nous allons triturer pas mal ici - je veux dire, des conneries philosophiques. Il y a une réponse standard : la philosophie est un travail de nettoyage intellectuel - la concierge qui vient après que les scientifiques aient mis le bazar, pour tenter de recoller les morceaux. Vu sous cet angle, les philosophes sont assis dans leur fauteuil et attendent que quelque chose de surprenant se produise en science - comme la mécanique quantique, l'inégalité de Bell, le théorème de Gödel - pour ensuite (pour user d'une autre métaphore) débarquer comme des vautours et dire : "Ah, ben voilà le sens de tout ça". A première vue, cela semble plutôt ennuyeux. Mais lorsqu'on s'habitue à ce genre de travail, je pense qu'on s'aperçoit que... ça reste casse-pieds !

Auteur: Aaronson Scott

Info: Quantum Computing since Democritus

mathématiques

Algorithmes à Temps Polynomial pour Factorisation Primaire et Logarithmes Discrets sur un Ordinateur Quantique :
On considère généralement qu'un ordinateur numérique est un dispositif informatique universel efficace; C'est-à-dire qu'on l'estime capable de simuler n'importe quel dispositif de calcul physique avec augmentation du temps de calcul d'un facteur polynomial au plus.
Cela peut ne pas être vrai lorsque la mécanique quantique est prise en considération. Cet article examine l'affacturage des entiers et la recherche de logarithmes discrets, deux problèmes qui sont généralement considérés comme difficiles sur un ordinateur classique et qui ont servi de base à plusieurs propositions de cryptosystèmes. Des algorithmes aléatoires efficaces sont donnés pour ces deux problèmes sur un ordinateur quantique hypothétique. Ces algorithmes passent un certain nombre d'étapes polynomiales dans la mémoire d'entrée, par exemple le nombre de numéros de l'entier à prendre en compte.

Auteur: Shor Peter W

Info: AT&T Research, révisé en 1996

[ computation ]