Tout est quantique : ce que je mesure, mon détecteur, moi-même !

Illustration

Dès la première formulation de la mécanique quantique, la Nature a été divisée en deux catégories : le monde classique (celui des balles de tennis) et le monde quantique constitué d’atomes et de photons. Le passage entre les deux se fait par la réduction de la fonction d’onde (wave function collapse) pendant le processus de mesure. De la multitude des résultats de mesure possibles inclus dans la fonction d’onde, une seule valeur en sort, celle effectivement mesurée, correspondant à un état particulier de la fonction d’onde. Ceci est un processus irréversible, bien différent de l’évolution (réversible) du système juste avant la mesure suivant l’équation de Schrödinger. Deux mondes et deux types de dynamique… trop compliqué ! Une autre approche est possible en considérant que tout est de nature quantique : le système étudié, l’appareil de mesure, l’observateur et même la montre qui marque le temps au moment de la mesure. Un chercheur de l’équipe Agrégats et surfaces sous excitation intense (ASUR) de l’INSP a démontré qu’avec cette approche, la fonction de probabilité des résultats de mesure est simple et unique. De plus, elle est valable aussi bien pour des balles de tennis que pour des photons.

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Légende 

Vision artistique du cas de l’ami.e de Wigner. L’ami.e de Wigner fait une mesure sur un système qui peut donner comme résultat « haut » ou « bas ». Wigner mesure le système aussi et en même temps le résultat de la mesure de l’ami.e, mais avec une autre base : « gauche » ou « droite ». L’ami.e et Wigner ont donc une perception différente du même système étudié, d’où l’apparent paradoxe.

 

Références

« Conditional probabilities of measurements, quantum time, and the Wigner’s-friend case », M. Trassinelli, Phys. Rev. A 105, 032213 (2022) hal-03179772

« Conditional probability and interferences in generalized measurements with or without definite causal order », M. Trassinelli, Phys. Rev. A 102, 052224 (2020) hal-02933221

« Relational Quantum Mechanics and Probability », M. Trassinelli, Found. Phys. 48, 1092 (2018) hal-01723999

 

martino.trassinelli(at)insp.jussieu.fr