mercredi 11 octobre 2017

Duality Wave-Particle

Dès 1936, Albert Einstein et Léopold Infeld ont expliqué les conséquences de cette double nature de la lumière dans un livre coécrit ensemble. En voici un extrait :


Que sait-on depuis 1936 (la date de naissance de mon père) ? Au moins trois générations donc... Peu de choses au vu de l'animation ci-dessus (où les trous ont été remplacés par des fentes d'Young). Rien de ce que disaient Infeld et Einstein n'a été démenti à propos de ce qu'on appelle maintenant des expériences à photon (ou électron) unique. Les interférences avec des ondes classiques sont connues et correctement décrites depuis très longtemps (Huygens 17e siècle). Mais l'effet produit avec un seul photon (ou électron pour la matière) passant par l'une ou l'autre des deux fentes parait toujours aussi ahurissant et contre toute intuition naturelle. Si l'on décrit l'onde comme une particule (oups... c'est déjà difficile à dire), et si on cherche à forcer cet aspect corpusculaire en lançant de fait un seul photon (ou électron) à la fois, on constate un effet sur l'écran (bandes alternativement claires et sombres) qui signe la présence d'une onde. Cet effet (les interférences) ne s'explique classiquement que par la présence des deux fentes. Si d'aventure, un observateur met son œil dans le dispositif pour s'assurer que le photon passe par l'une des deux fentes, il tue le phénomène observé, comme décrit dans le texte historique. Ce dernier phénomène montrant une fois de plus que le photon pouvant passer par les deux trous n'a rien à voir avec le photon effectivement passé par un trou. Le premier peut se traduire par une fonction d'onde (du domaine probabiliste) et pas le second. Ce qu'avait expliqué d'une autre manière un autre père fondateur de la mécanique quantique : Schrödinger. Le chat mort ou vif dans sa boite représente le photon pouvant passer par l'une ou l'autre des deux fentes. Celui-ci peut représenter lui aussi une fonction d'onde. Si on ouvre la boite, il est définitivement mort (ou vif), mais ne représente plus d'intérêt pour la science.

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