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Le Nobel de physique 2022 récompense les travaux sur l’intrication quantique

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 Le prix Nobel de physique 2022 a été attribué au Français Alain Aspect, à l'Américain John F. Clauser et à l'Autrichien Anton Zeilinger, a annoncé, mardi 4 octobre, l'Académie royale suédoise des sciences. Les trois chercheurs sont récompensés pour leurs travaux pionniers sur « l'intrication quantique », a détaillé le jury, un mécanisme où deux particules quantiques sont parfaitement corrélées, quelle que soit la distance qui les sépare. C’est sans doute le phénomène le plus mystérieux de la physique contemporaine. Cette récompense était attendue depuis bien longtemps. Ici une présentation sommaire de cette intrication extraite d’un de mes livres qui n’est pas édité, consacré aux sept physiques modernes.

 

 La physique quantique n’est pas avare d’étrangeté et autres énigmes. La plus connue du grand public est l’intrication, phénomène bien plus mystérieux que le chat de Schrödinger qui au fond, n’est qu’une expérience de pensée. C’est du reste une expérience de ce type qui a mis les scientifiques sur la voie de l’intrication. Il faut en effet remonter à 1935 pour voir se dessiner l’intrication dans une formulation sommaire proposée par Einstein, Podolski et Rosen. Ces trois savants ont voulu montrer que la mécanique quantique était incomplète en inventant une expérience conduisant vers un paradoxe désigné depuis comme EPR. Imaginons que deux particules soient émises après avoir interagi. Le principe est simple. A part sur la gauche et un instrument mesure avec une précision presque infinie la position. B part sur la droite et c’est la vitesse de B qui est mesurée. Or, en vertu des lois classiques de conservation, la vitesse de A peut être déduite de celle de B. Les auteurs en ont conclu que le principe d’incertitude d’Heisenberg était transgressé puisque le produit des écarts de mesure devient inférieur à ce qui est autorisé par la formule Δx.Δv ≥ h/2m.

 

Mesure position ← A ← (A↔B) → B → Mesure vitesse

 

 Le paradoxe EPR montre la ténacité et l’obstination d’Einstein à trouver les failles de la mécanique quantique (…) L’expérience EPR est restée dans le domaine de la pensée. Il faudra attendre quelque 30 ans pour voir apparaître une formulation authentiquement quantique de l’intrication par John Bell, physicien dont les inégalités servant de test pour l’intrication portent son nom. Bell a utilisé les formules quantiques pour créer en théorie des systèmes intriqués alors que l’expérience EPR repose sur une intrication classique conçue avec les lois de conservation de la mécanique analytique. L’intrication est facile à expliquer en prenant une configuration classique. Admettons que Bob et Alice reçoivent de la part de Charles une pièce de un ou deux euros. Imaginons deux cas de figure. Dans le premier, Charles tire au hasard de sa poche les pièces qu’il donne aux deux protagonistes ; dans le second, Charles tire au sort la pièce donnée à Alice puis donne à Bob une pièce de valeur différente. Voici ce que cela donne dans le second cas

 

 Alice 11212222111212221111212111

 Bob 22121111222121112222121222

 

 Calculons la moyenne de la valeur reçue en euros par Alice sur un grand nombre de pièces, on obtient à peu près <σA> = 1.5 et pareil pour Bob ; <σB> = 1.5. Si on fait le produit des deux valeurs, on obtient à chaque fois 2 et la moyenne du produit sera évidemment égale à deux. Cela signifie que <σA> x <σB> est égal à 2.25 et donc supérieur <σA x σB> qui est égal à 2. C’est une inégalité. Ce calcul permet de savoir s’il y a ou non une corrélation. C’est facile à calculer. Dans la configuration non corrélée, le produit est égal à 1, 2 ou 4. Avec une chance sur quatre d’obtenir 1 ou 4 et une chance sur deux d’obtenir 2. La moyenne des produits est alors égale à 4/4 + 2/2 + 1/4, ce qui donne 2.25. Alors qu’en cas de corrélation, ce nombre devient inférieur à 2.25 et chute à 2 en cas de corrélation parfaire, comme dans l’exemple ci-dessus.

 

 C’est en 1980 qu’Alain Aspect a réalisé les premières expériences montrant que les inégalités de Bell sont « violées », ce qui traduit la présence d’une intrication, observée en détectant la polarisation de photons (…) Nombre d’interprétations fantaisistes ont été formulées ; par exemple des signaux supraluminiques. La compréhension de ces phénomènes impose une fois de plus de sortir du cadre classique. La corrélation des systèmes intriqués est une propriété qui ne dépend pas de la distance et donc elle est étrangère au principe du champ dont l’influence décroit dans l’espace avec une loi en 1/r. Elle ne repose pas sur une communication dépassant la vitesse de la lumière car le principe relativiste l’interdit.

 

 L’univers intriqué ne colle avec aucune des physiques connues et laisse perplexe. Le seul élément physique, c’est la préparation des particules intriquées et les deux mesures dévoilant des corrélations sans qu’il n’y ait le moindre échange, la moindre transmission d’information d’un lieu à un autre. Les physiciens ont découvert quelque chose d’inattendu, imprévu, qui n’était pas décrit dans la publication EPR de 1935 (…)

 

 Les expériences de non séparabilité quantique décrivent quelque chose ayant un rapport avec l’essence de l’espace. Avec une information ayant certaine connivence avec l’holographie. Comme si nous retrouvions les intuitions des anciens. Le nous d’Anaxagore répondant à l’énoncé : tout est dans tout, ou alors le cosmos d’Héraclite, avec le Tout et ses parties (pantha). Peut-être approchons-nous les mystères de la gravité quantique. Des recherches récentes, publiées après 2010, ont établi la possibilité de construire à partir de l’intrication un espace réglé par la gravité qui devient alors quantique (Dugué, 2017 a et b) Une nouvelle physique à venir ?

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Mes deux ouvrages

L’information et la scène du monde, Iste éditions, 2017

https://iste-editions.fr/products/linformation-et-la-scene-du-monde

Temps, émergences et communications, Iste éditions, 2017

https://iste-editions.fr/products/temps-emergences-et-communications

Traduction anglaise

http://www.iste.co.uk/book.php?id=1199

http://www.iste.co.uk/book.php?id=1332


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31 réactions à cet article    


  • Gégène Gégène 4 octobre 16:46

    « Elle ne repose pas sur une communication dépassant la vitesse de la lumière car le principe relativiste l’interdit »

    de ce que je crois avoir compris, le mur de la lumière ne s’appliquerait qu’en cas de déplacement d’une masse, non ?


    • Jean 4 octobre 16:51

      @Gégène
      tout a une masse sauf les photons


    • Gégène Gégène 4 octobre 17:07

      @Jean

      donc on ne sait pas que qui transmet l’info d’intrication ?


    • Gégène Gégène 4 octobre 17:08

      @Gégène

      oups ! ce qui transmet


    • Jean 4 octobre 17:53

      @Gégène
      je ne sais pas ce que signifie « intrication »


    • Pic de la Mirandole Pic de la Mirandole 4 octobre 22:55

      @Gégène

      En fait les deux photons sont dans le même état quantique (qui est en général une superposition d’états).

      Mais après avoir mesuré un photon (le résultat de la mesure est aléatoire) on s’aperçoit en mesurant le deuxième photon que la mesure est la même : il y a corrélation à 100% des deux mesures.

      On explique cela en disant que la mesure a réduit la fonction d’onde de l’ensemble formé par les 2 photons. Mais cette « fonction d’onde » ne transporte rien, ni matière ni énergie ni information.


    • Jean Keim Jean Keim 10 octobre 07:48

      @Jean

      Si les photons n’ont pas de masse, pourquoi sont-il déviés précisément par ce qu’on appelle une lentille gravitationnelle, c’est-à-dire toute concentration de matière qui provoque une déviation de la lumière ? L’effet de lentille gravitationnelle est donc la déviation de la lumière par une masse. La masse en question peut, selon les cas, être une planète, une étoile, une galaxie ou un amas de galaxies...


    • Francis, agnotologue Francis, agnotologue 10 octobre 08:29

      @Jean Keim
       
      Les photons auraient au repos, si cela a un sens, une masse m infinitésimalement nulle qui deviendrait epsilonesque à la vitesse de la lumière.
       
      ps. Les photons sont également déviés par les trous noirs quand ils ne sont pas capturés.


    • Jean Keim Jean Keim 12 octobre 07:52

      @Jean Keim

      Je croyais que Bernard Dugué, à qui s’adresse également cette question scientifique, répondrait.


    • Jean Keim Jean Keim 13 octobre 07:56

      @Francis, agnotologue

      Il semblerait (toujours le subjonctif) que le composant de la lumière et de l’électromagnétisme est une masse nulle, néanmoins Einstein et des expériences notamment réalisées au cours d’éclipses totales du soleil, montrent bien que la lumière est déviée dans le voisinage de notre étoile, alors comment est-ce possible ?

      Einstein envisage que l’espace-temps soit localement déformé par des quantités de matière importantes telle une étoile, et ainsi la trajectoire de la lumière suit en qq. sorte cette déformation.

      Une représentation imagée de ce phénomène : sur un lit parfaitement lisse posons une boule de bowling, elle creuse la surface du lit, à partir d’un endroit non déformé lançons une bille en direction de la boule, suivant la force du tir, soit la bille continue sa trajectoire en la modifiant et s’échappe du ‘’système’’, soit elle tombe sur la boule en un mouvement giratoire autour de la boule plus ou moins prononcé ; ainsi la déformation de la surface du lit symbolise un espace-temps local avec ses propriétés particulières.


    • Bernard Dugué Bernard Dugué 4 octobre 23:12

      S’il y a des remarques et questions techniques sur mon court papier, je veux bien les examiner

      Bonne journée


      • derek 5 octobre 18:02

        @Bernard Dugué
        bonsoir,je serai tres curieux d’avoir votre avis sur la theorie synergetique de René Louis Vallée,qui ouvre des espoirs scientifiques et des retombées industrielles extraordinaire...pas comme ces prix nobel..qu’elles retombées pour par exemple la solution au probleme de l’énergie ?apparament rien...


      • Bernard Dugué Bernard Dugué 6 octobre 10:26

        @derek
        René Vallée a tout ramené à l’énergie électromagnétique, il n’a pas compris la gravité et a tiré des conclusions fantaisistes en croyant avoir découvert des règles qui ne sont pas dans l’univers mais dans son modèle de science fiction


      • Jean Keim Jean Keim 12 octobre 08:07

        @Bernard Dugué

        Bien malin qui peut dire si une théorie scientifique est en phase avec la réalité, actuellement la science utilise plus le conditionnel présent que toute autre forme de conjugaison.

        Les cordes et ses rejetons les branes ne sortent pas du laboratoire mental, quand aux trous noirs leur invisibilité autorise toutes les spéculations possibles et imaginables.


      • riemann66 riemann66 5 octobre 14:39

        Je fais mien le modèle suivant
        - 1) dans l’univers matériel toute transformation se fait à entropie croissante,
        - 2) un organisme vivant est une structure matérielle se caractérisant par la capacité à structurer de l’information, de produire de la négentropie, par exemple les êtres humains, les animaux, les plantes, ...  
        - 3) l’information structurée par chaque organisme vivant ne fait que passer dans son enveloppe matérielle et est mémorisée « pour toujours » dans un espace conjugué au notre - disons la « noosphère » - un espace où le temps n’existe pas et la lumière n’a pas de vitesse, la lumière est partout,
        - 4) chaque information est signée par une clé supposée unique, disons son code ADN, assurant à chaque organisme vivant un accès privé à ses informations, cet accès en écriture et en lecture se faisant en temps réel,
        - 5) un être vivant est un organisme vivant ayant conscience de sa mémoire, l’imaginant même située dans son enveloppe matérielle, la mort signant l’arrêt de cette conscience, pas de la mémoire,
        - 6) des bugs dans le code ADN peuvent ouvrir des portes plus ou moins furtives entre des portions de mémoire appartenant à différents organismes vivants,
        Et donc ?
        Et donc il devient possible de raisonner sur des événements dits « paranormaux » comme « la télépathie, les conversations avec les morts, avec les animaux, avec les plantes, la vie après la mort, la réincarnation, les retours de mort imminente, de comas, de rêves, les prémonitions, et aussi les personnes « canal », les médiums, les calculateurs prodiges, les autistes, les anges gardiens, l’égrégore, l’enfer et le paradis et même Dieu tant qu’à y être. Sans oublier la mémoire de l’eau, l’homéopathie, la psychanalyse, les génies et les fous. »
        Et donc ?
        Et donc que pourrait bien nous apporter ce modèle sur l’intrication quantique ? « Ce mécanisme où deux particules quantiques sont parfaitement corrélées, quelle que soit la distance qui les sépare. » On pourrait peut-être imaginer que ces particules sont des machines à négentropie, donc des organismes vivants, donc possédant chacun une mémoire dans la noosphère. Et que leur corrélation parfaite n’est qu’un partage du même espace mémoire. Deux particules jumelles, tout comme ces jumeaux, l’un commençant une phrase, l’autre la terminant, simplement parce qu’elle se trouve dans leur mémoire unique. A quelques bugs près, bien sûr.
        Et alors ?
        Et alors je me dis que le monde est petit et que les moines tibétains doivent le savoir depuis longtemps, bien avant Teilhard de Chardin.
        Je dis ça, je dis rien. Moi ça calme mes angoisses existentielles et c’est déjà ça de gagné.


        • Bernard Dugué Bernard Dugué 5 octobre 15:59

          @riemann66
          Vous êtes sur la bonne piste mais le champ que vous avez explicité n’est pas encore tout à fait clair. Raisonner en terme d’entropie et néguentropie est une erreur majeure. L’ordre n’est pas le contraire du désordre. 
          L’entropie, c’est la perte de l’information, de la mémoire
          La néguentropie n’a pas de sens sauf si on admet qu’elle signifie, de très loin, la mémoire. En mécanique statistique, l’opposition qui a du sens, c’est la notion de système ergodique et non ergodique. Un système organisé est non ergodique, il se souvient des choses explorée et n’y revient plus, ou alors les mémorise. 


        • riemann66 riemann66 5 octobre 16:43

          @Bernard Dugué
          Merci Bernard Dugué, mais souvenez-vous de Léon Brillouin et de ses recherches sur le sujet dans ses tentatives de remplacer l’inégalité du second principe de la thermodynamique par une égalité. J’ai retenu ça :

          • L’entropie d’un système peut être définie assez généralement comme étant la somme de l’entropie thermodynamique que les constituants du système auraient à l’équilibre thermodynamique et un terme négatif proportionnel à l’information nécessaire pour construire le système actuel à partir de son état d’équilibre.
          • “ Dans toute transformation d’un système clos, la quantité « entropie moins information » doit toujours augmenter ou peut, au mieux, rester constante ”. Telle est la généralisation du second principe proposée par Brillouin
          • “ Si l’information est la néguentropie, il en est de même pour l’organisation. Une structure organisée est une pour laquelle on a une information complète. Elle a une néguentropie plus grande qu’un système désorganisé. Maintenant on commence à voir le rapport avec la vie. Un système vivant est organisé. Si on peut définir et mesurer ses degrés d’organisation, on peut être capable de définir la néguentropie caractéristique de l’organisme vivant. Ceci n’a pas encore été fait mais cela a l’air possible. La définition classique de l’entropie ne peut être utilisée (Bridgman) mais l’informationnelle convient.

          Mais j’ai peut-être mal compris. 


        • riemann66 riemann66 5 octobre 17:11

          @riemann66 et @dugué
          Une définition de la néguentropie ici
          https://www.connaissancedesenergies.org/questions-et-reponses-energies/quest-ce-que-la-neguentropie
          Merci Shannon, Brillouin, Schrödinger. Et je rêve à un espace à 4 dimensions complexes où pourraient être décrites les interactions entre notre univers de la matière/énergie (signature 1 1 1 i) et un univers de l’information (signature i i i 1). Jean Emile Charon l’a étudié dans sa Relativité Complexe ... mais il a par la suite un peu divagué. 


        • riemann66 riemann66 5 octobre 17:46

          @Bernard Dugué
          Je serais bien curieux de savoir ce que vous pensez de ce genre d’élucubrations :
          http://lambdaway.free.fr/lambdawalks/index.php?view=relativite_complexe


        • Bernard Dugué Bernard Dugué 6 octobre 10:23

          @riemann66
          C’est bien une élucubration qui commence mal puisque l’auteur zappe les coefficient des tenseurs de la relativité générale qui décrivent l’espace du cosmos et revient en arrière avec l’espace de Minkowski qui est une scène indépendante, relativiste certes, au sens de la relativité restreinte. Difficile de concevoir un univers et son double avec cet outil limité. 
          Mieux vaut miser sur Sakharov ou sur les travaux en cosmologie des formes initiés par Barbour, Klossowski et d’autres. 


        • riemann66 riemann66 6 octobre 11:44

          @Bernard Dugué
          Vous avez raison, même si j’ai bien précisé que « j’oubliais les coefficients gαβ », j’ai simplifié à tort l’expression du ds2 en voulant éviter une formule tensorielle difficile à lire. Si vous le voulez bien pensez simplement à l’idée d’une espace dont les 4 dimensions sont complexes et non réelles pour les 3 dimensions espace et imaginaire pour la dimension temps. J’y vois une approche avec 8 dimensions couplées de façon élégante ... à ne pas jeter au panier comme çà. A mon humble avis.


        • Francis, agnotologue Francis, agnotologue 5 octobre 17:15

          ’’ un mécanisme où deux particules quantiques sont parfaitement corrélées, quelle que soit la distance qui les sépare.’’

           

          Je suppose que le corolaire de ce mécanisme s’il est avéré, c’est qu’il existerait des phénomènes (information, force ... ?) qui se propageraient à une vitesse très supérieure à celle de la lumière, sinon instantanée.

           

          Ce phénomène est probablement à mettre dans le même sac d’énigmes que les fameux « trous de vers ».


          • Francis, agnotologue Francis, agnotologue 6 octobre 09:54

            @Francis, agnotologue
             
             Dans son roman « Planète interdite » publié en 1956, W.-J. Stuart évoque une tentative de communication radio entre deux sites séparés d’une distance de 17 années lumières.
            Bien entendu, c’est une impossibilité dans l’état de nos connaissances actuelles.
             
            Cette hypothèse quantique, si elle n’est pas porteuse d’espoir à court et moyen terme d’une exploitation technique, pourrait néanmoins donner du grain à moudre aux auteurs de science fiction qui se sont gardés d’exploiter cette possibilité de communication en temps réel, notamment pour téléguider des robots.


          • Francis, agnotologue Francis, agnotologue 6 octobre 10:35

            @Francis, agnotologue
             
            Science fiction :
            Deux collections de particules intriquées seraient disposées, l’une dans l’émetteur, l’autre dans le récepteur.
            L’émetteur aurait la possibilité de modifier sélectivement l’état de ses particules, et le récepteur la possibilité parallèle de lire les états des particules intriquées correspondantes.
            Et ceci en temps réel, quelle que soit la distance séparant les deux appareils.


          • Francis, agnotologue Francis, agnotologue 6 octobre 14:50

            @Francis, agnotologue
             
            Science Fiction : dans son roman BIOS paru en 2001, Robert Charles Wilson écrit : « La liaison à particules jumelles vers la Terre (depuis une exo-planète) était si étroite, si limitée en bande passante, qu’on se disputait avec acharnement les infos à transmettre.  »


          • Ruut Ruut 6 octobre 09:37

            À moins que ce ne soit encore qu’une fraude scientifique.

            La science doit pouvoir reproduire à volonté un phénomène définis dans des conditions définies, ce qui n’est pas actuellement le cas.

            Comment donner un prix Nobel sur un phénomène qu’ils n’expliquent pas ?

            Créer de nouveaux mots, ce n’est en aucun cas une explication valable.


            • josy&jacq josy&jacq 6 octobre 10:00

              @Ruut. Il est juste impossible de « définir » des « conditions définies » à l’échelle microphysique. Un auteur hystériquement interdit par Bernard Dugué explique cela depuis bien des années.
              Ce n’est « mystérieux » que parce que les 27 postulats subreptices et hégémoniques sont faux, très faux, inexcusables.
              https://www.agoravox.fr/actualites/technologies/article/le-bruit-de-fond-dirac-de-broglie-176013


            • Francis, agnotologue Francis, agnotologue 6 octobre 10:38

              @josy&jacq
              bonjour
               
              Que faut-il penser des « trous de ver » (wormhole) ?


            • Francis, agnotologue Francis, agnotologue 10 octobre 09:49

              @Francis, agnotologue
               
               Tiens ? La réponse de JC_Lavau a été sucrée ?


            • Jean Keim Jean Keim 10 octobre 08:09

              Il y aurait des individus qui ont vécu un événement singulier au cours duquel le temps et l’espace sont abolis, il faut noter que cet événement ne peut être envisagé qu’au passé, son souvenir est intégré dans un savoir qualifié d’expérience, il peut survenir quelque soit le contexte culturel ou cultuel à la condition que ledit contexte ‘’fasse silence’’, l’une des constances de cette expérience (le souvenir donc) est que tout est un, rien n’est séparé du tout, la pensée avec ses mots n’a pas accès à cet événement, sinon à postériori, car elle se meut dans un espace-temps, probablement propre à chaque individu, ce qui précisément nous isole du tout.


              • JulienC235 27 octobre 20:53

                « un mécanisme où deux particules quantiques sont parfaitement corrélées, quelle que soit la distance qui les sépare. C’est sans doute le phénomène le plus mystérieux de la physique contemporaine »


                C’est étonnant de revoir ce principe car une amie s’est justement reconvertie dans la biorésonance qui utilise ce principe. Elle guérit des douleurs chroniques à distance grâce à un bout d’ongle de la personne en question et une photo de la patiente. 

                On est loin de tout connaître...

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