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27/04/2011

Lumière - documentaire de Straubinger

Bande-annonce :


Commentaires du réalisateur :
[…] Il me faut toutefois insister sur le fait qu'il ne m'importe pas de « retourner » le spectateur sceptique. Mon film est le résumé d'une recherche de plusieurs années, une recherche qui m'a transformé. Je n'attends cependant pas cela du spectateur. Le scepticisme est permis et même souhaité, mais il ne doit pas se transformer en étroitesse d'esprit. […]

Critique #1 : « LUMIERE »  encourage à renoncer à la nourriture et fait de la propagande pour l’anorexie.

[…] A plusieurs reprises, mon film met en garde directement et indirectement contre les expériences individuelles ou faites avec légèreté. Il n'aborde pas seulement le thème des cas mortels. Il insiste aussi explicitement sur le fait que le corps peut subir de graves dommages si on se lance dans le renoncement à la nourriture par ambition ou comme une fin en soi, et cela même si on y croit.

[…] Lorsque le lauréat du prix Nobel de physique Brian Josephson me dit dans l'interview :
« Tant qu'elle ignorera les effets spirituels, la science physique sera dans un cul de sac », il est raillé comme ésotérique par les matérialistes. Il est pourtant sur la même ligne que d'autres lauréats du Nobel de physique tels que Wolfgang Pauly ou Erwin Schrödinger.

Dans ce sens, mon film n'est pas un plaidoyer pour l’ « inédie », mais pour l'ouverture d’esprit et la remise en cause de la vision matérialiste du monde.

source : http://www.jupiter-films.com/fiche-actualite.php?id=14

Interview filmé (14 mn):


02/10/2008

Comment la conscience agit sur l'espace et le temps

source : http://www.futura-sciences.com

La magie de la mécanique quantique semble inépuisable si on la prend vraiment au sérieux. Une expérience récente, effectuée par Jean François Roch et ses collègues de l'ENS Cachan, a permis de réaliser, bien mieux qu'auparavant, l'expérience dite du choix retardé proposée il y a moins de 30 ans par le grand John Wheeler. Tout en vérifiant les prédictions de la mécanique quantique, elle montre que celle-ci est encore plus folle que ses créateurs avaient pu l'imaginer en 1927.

De gauche à droite Einstein, Yukawa et John Wheeler
De gauche à droite Einstein, Yukawa et John Wheeler

De quoi s'agit-il ?

Pour le comprendre, il faut revenir à l'expérience de la double fente avec des électrons et qui sert d'introduction aux concepts quantiques dans tous les bons ouvrages comme ceux de Landau, Penrose et évidemment Feynman. On considère, pour cela, une fente double séparant une source d'électrons en haut et un écran en bas. Si les électrons étaient des ondes, et passaient donc simultanément par les deux fentes, on aurait sur l'écran une alternance de bandes claires et sombres, les fameuses franges d'interférence que l'on obtient aussi avec de la lumière dans le cas de l'expérience des trous d'Young. Cette situation est représenté sur le schéma ci-dessous.

Crédit : Doris Jeanne Wagner
Crédit : Doris Jeanne Wagner

Si les électrons étaient comme des balles tirées par une mitrailleuse et passant par une seule fente ouverte, on aurait une série d'impacts discrets distribués selon une courbe continue. L'ouverture d'une autre fente ne changeant que peu cette courbe mais donnant un résultat très différent du cas ondulatoire comme on le voit sur le schéma suivant.

Crédit : Doris Jeanne Wagner
Crédit : Doris Jeanne Wagner

En réalité, comme l'expérience le démontre dans des conditions appropriées et en reprenant les mots de Feynman, les électrons et les photons sont complètement cinglés. Si les deux fentes sont ouvertes, et que l'on s'assure que les électrons passent un par un au travers, on enregistre sur l'écran une série d'impacts discrets mais dont la distribution avec suffisamment d'électrons se fait selon les franges d'interférence d'une onde !

Crédit : Doris Jeanne Wagner
Crédit : Doris Jeanne Wagner


Enregistrement des impacts d'électrons créant au final une figure d'interférence

C'est la fameuse fonction d'onde psi de Schrödinger qui permet de décrire quantiquement un système physique et dont le carré donne la probabilité d'observer un état donné de ce système. La conclusion semble inévitable. Bien qu'indivisible, l'électron est passé par les deux fentes à la fois ! Maintenant, si l'on essaye de savoir par quelle fente l'électron est passé, en fermant l'une d'entre elles, par exemple, ou en essayant de détecter avec une faible lumière un électron sortant des fentes, ceci afin de le perturber le moins possible, les franges d'interférence disparaissent et on retrouve un comportement purement corpusculaire pour l'électron.

Le carré de la fonction d'onde psi donne la probabilité d'observer une particule en un point. A gauche on a déterminé par quelle fente est passée la particule, à droite non.
Le carré de la fonction d'onde psi donne la probabilité d'observer une particule en un point. A gauche on a déterminé par quelle fente est passée la particule, à droite non.
Crédits : nanotech.sc.mahidol.ac.th

Ceci est bien sûr une conséquence des inégalités de Heisenberg et du principe de Complémentarité de Bohr. Les électrons et autres « particules » quantiques ne sont en réalité ni des ondes ni des particules mais quelque chose d'autre dont les attributs classiques, trajectoire, vitesse, localisation, n'apparaissent qu'en fonction du dispositif expérimental donné. Pour être provocateur, la réalité n'existerait donc fondamentalement pas dans l'espace et le temps et les objets au sens classique n'existeraient pas sans un observateur (peut-être pas nécessairement humain) pour les observer ! C'est en tous cas une interprétation possible de la mécanique quantique.

Ce trop court aperçu des phénomènes quantiques suffit déjà pour se rendre compte à quel point la mécanique quantique choque l'intuition et soulève d'importantes questions presque métaphysiques. John Wheeler et d'autres, comme Bryce De Witt, W.H Zurek et John Bell, ont beaucoup réfléchi sur les paradoxes de la mécanique quantique. Il en est sorti le livre suivant, "J. Wheeler and W. Zurek, (eds.) Quantum Theory and Measurement, 1983", où l'on peut trouver la proposition de Wheeler d'une expérience avec double fente mais choix retardé. Tournons-nous donc maintenant vers celle-ci.

A la base, il s'agit de reprendre l'expérience de la double fente, dans les conditions les plus idéales possibles, et de ne considérer que le passage d'un électron ou d'un photon à travers cette double fente. On prendra le cas avec des photons. Au lieu de déterminer le passage d'un photon au moment où il traverse les fentes, on attend que l'onde lumineuse du photon ait largement dépassé celles-ci. Au dernier moment, l'observateur se donne le choix soit de laisser l'écran E pour obtenir des franges d'interférence, soit de le remplacer par une série de deux télescopes T1 et T2 focalisés sur chacune des fentes. Dans ce dernier cas, on peut montrer que cela revient à observer une trajectoire pour le photon.


Schéma de l'expérience de Wheeler. Au dernier moment on choisit soit un écran E soit deux télescopes T.
Crédits : www.npl.washington.edu

C'est là que l'expérience devient stupéfiante. Bien qu'ayant dépassé les deux fentes, c'est le choix de l'observateur qui va déterminer dans le passé par quelle fente le photon a voyagé, par une ou par les deux en même temps ! Si vous vous sentez pris de vertige, tant mieux ! C'est le critère que Niels Bohr avait adopté pour déterminer si quelqu'un avait vraiment pris conscience de ce qu'est la mécanique quantique.

Si vous pensez que c'est complètement absurde alors il va vous falloir rendre les armes. De telles expériences avaient déjà été faites par le passé mais elles souffraient toujours d'imperfections. Elles donnaient toujours raison à la mécanique quantique cependant. Or, dans le papier aujourd'hui publié par Jean François Roch et Alain Aspect (dont on se souvient qu'il avait été l'auteur d'une expérience retentissante sur l'effet EPR) ceux-ci et leurs collègues décrivent une variante de l'expérience de Wheeler avec cette fois-ci un interféromètre de Mach-Zender. Bien qu'apparemment différente, cette expérience conserve le principe de choix retardé de Wheeler, et surtout elle permet d'obtenir des mesures beaucoup plus proches d'une situation idéale.

Le résultat est tombé, la mécanique quantique fonctionne impeccablement et donne exactement ce que John Wheeler avait prédit !

Au vertige va peut-être maintenant succéder la folie, alors accrochez-vous !

Jusqu'à présent, les notions de temps et d'espace viennent de se briser avec cette expérience, à l'échelle humaine. C'est peut être encore acceptable. Passons maintenant avec John Wheeler à l'échelle des galaxies ! Plus précisément, observons avec deux télescopes un effet de lentille gravitationnelle où une galaxie à un milliard d'années-lumière dédouble l'image d'un quasar situé à deux milliards d'années-lumière. On est encore dans un cas avec deux trajectoires possibles pour les photons émis par le quasar. En répétant l'expérience de Wheeler c'est, cette fois-ci, au niveau des galaxies et à un milliard d'années dans le passé qu'un observateur humain va déterminer le chemin pris par un photon !

Plus fort encore, et toujours selon Wheeler. Si j'imagine qu'il y a une fonction d'onde de l'Univers, alors, peut être que ce qui a provoqué sa réduction, et la naissance de notre Univers classique à partir d'une « particule quantique » de la taille de la longueur de Planck il y a 13,7 milliards d'année, c'est justement le fait qu'il y aurait plus tard des systèmes classiques collecteurs d'informations, comme les êtres humains, et effectuant une observation sur celui-ci ! Après tout, EPR nous avait déjà habitué à une non-localité dans l'espace, dans un Univers avec espace-temps il est somme toute logique que la non-localité soit aussi dans le temps !

Cette théorie peut sembler complètement folle, mais elle l'est assez pour être exacte, et comme le fait remarquer Andrei Linde, qui peut savoir le rôle exact de la conscience dans la structure physique de l'Univers ?

Article du 27 février 2007

21/08/2008

Peut-on ressusciter le chat de Schrödinger ?


Source : http://www.futura-sciences.com/fr/sinformer/actualites/ne...

Par Laurent Sacco, Futura-Sciences


Le chat de Schrödinger est l'un des paradoxes bien connus de la mécanique quantique.
Ces dernières années, les progrès expérimentaux et la théorie de la
décohérence ont jeté une vive lueur sur ce problème. Une nouvelle
expérience à l’Université de Santa Barbara vient de compliquer quelque
peu ce dernier.

 

En mécanique quantique, le monde est ordinairement représenté dans une superposition d’états. Ainsi, si l’on considère un électron
enfermé dans une boîte pouvant à volonté se scinder en deux boîtes tout
aussi hermétiquement closes, un paradoxe connu sous le nom de «
paradoxe de De Broglie » est facile à dériver de la théorie.

 

Prenons l’une des boîtes et transportons là à
Pékin, alors que la première est laissée à Paris. Selon la mécanique
quantique, en l’absence d’observation pour vérifier dans quelle boîte
se trouve l’électron, il n’est pas possible de dire qu’il se trouve
soit dans la boîte restée à Paris, soit dans celle de Pékin tant qu’on
n’a pas ouverte l’une d’entre elles.

 

Si on le fait, on prédit d’autres résultats
d’expériences que la réalité ne vérifie pas comme le montre par exemple
celles avec les photons
intriqués (expérience EPR). Il faut imaginer que l’électron est dans
une sorte de superposition de deux états de position, décrits par un
vecteur à deux composantes dans un plan avec des axes
perpendiculaires. Les carrés de ces composantes donnent la probabilité
de trouver ce dernier dans l’une des boîtes.

 

Lors d’une expérience, le vecteur d’état «
s’effondre » alors pour coïncider avec l’un des axes sur lequel il est
projeté. La probabilité de trouver l’électron dans une des boîtes lors
d’une seconde mesure est alors certaine.

 

Aussi étrange que cela paraisse, il faut imaginer
que l’électron est simultanément en deux endroits à la fois avant une
mesure et c'est en cela que consiste le paradoxe de De Broglie.

 

Mais, si l’on n’imagine que sa masse, et donc son
énergie, est répartie d’une certaine façon en deux fragments dans
chaque boîte, alors, lors d’une mesure, il faudrait en déduire que de
l’énergie a circulé plus vite que la lumière pour donner un seul électron entier à Paris ou à Pékin.

 

La relativité restreinte interdit cela et il faut donc en conclure que les objets classiques dans l’espace et le temps
n’existent pas vraiment et que seule une observation fait passer les
objets du monde quantique flou et étrange à la réalité bien tangible et
localisée dans l’espace et le temps de la mécanique classique. Une
situation que le grand John Wheeler exprimait par la phrase suivante : « Aucun phénomène n’est un phénomène réel (entendez par là au sens classique) tant qu’il n’est pas observé » et qui est au coeur de l'interprétation de Copenhague de la mécanique quantique.

 

 

Le prix Nobel Louis de Broglie.

 

La mesure joue donc un rôle particulier en
mécanique quantique. La situation la plus bizarre qui en découle est
celle du paradoxe du chat de Schrödinger où un chat enfermé dans une
boîte avec un atome
radioactif, capable de déclencher par sa désintégration la libération
d’un gaz mortel, est à la fois mort et vivant tant que l’on n'a pas
ouvert la boîte, parfaitement isolée du reste de l'Univers, pour
vérifier si l’atome s’était désintégré ou pas. En effet, à cause de l'intrication quantique,
l'atome et le chat forment un seul objet décrit quantiquement. On
n'observe jamais une telle superposition quantique et l'on est donc
conduit à un paradoxe, à moins de rejeter les lois de la mécanique
quantique.

 

La résolution de ce paradoxe, partiel d’une
certaine façon, est de faire remarquer que, malgré tout, rien dans
l’Univers n’est complètement isolable de toute interaction et qu’une
faible interaction de l’atome avec son environnement existe quand même,
qui va provoquer ou non sa désintégration, et forcer l’état du système
à se projeter en un temps assez bref pour un objet macroscopique dans
le monde réel. Voilà pourquoi on n’observe jamais de chat à la fois
mort et vivant. C'est ce que dit la théorie de la décohérence et les expériences le vérifient.

 

Toutefois, selon une interprétation de la mesure en mécanique quantique proposée il y a quelques années par Yakir Aharonov,
il existerait des mesures dites faibles où l’effondrement du vecteur
d’état n’est pas vraiment complet. Un chat de Schrödinger « mort »
pourrait donc être d’une certaine façon ressuscité dans un état à la
fois mort et vivant si l’on s’y prend bien.

 

Cette théorie viendrait d’être testée avec des qubits
par Nadav Katz de l’Université de Santa Barbara et elle semble
effectivement être correcte. Les résultats des expériences ont été
publiés sur arXiv et la communauté des physiciens va devoir maintenant
se pencher sur ces derniers. Ce résultat surprenant, montrant une fois
de plus le caractère très étrange et défiant notre intuition du monde
quantique, sera donc peut-être confirmé, ou infirmé, dans les mois ou
les années à venir. A suivre donc !