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1 La philosophie de la nature Lintrication quantique (ch. 16) Michael Esfeld Université de Lausanne

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1 1 La philosophie de la nature Lintrication quantique (ch. 16) Michael Esfeld Université de Lausanne

2 2 Les quatre principes localisation séparabilité action locale individualité Einstein Aristote ( avant J.-C.) David Lewis ( ) …

3 3 Les états intriqués dépendance entre les propriétés de même type de différents systèmes. corrélations entre des valeurs numériques bien définies des propriétés concernées, superpositions de telles corrélations impossible dattribuer à chaque système pris à lui seul un état qui caractérise complètement les propriétés dépendantes du temps de ce système

4 4 Létat singulet (1) 12 = 1/ 2 ( + 1 – 2 – – ) (2) 12 = + 1 – 2 (3) 12 = – 1 + 2

5 5 Les états intriqués létat singulet : deux systèmes de spin demi-entier David Bohm (1951) deux systèmes intriqués quant à la position et limpulsion Einstein, Podolsky & Rosen (1935) corrélations dEinstein-Podolsky- Rosen (EPR)

6 6 La non-séparabilité Aucun système pris à lui seul ne possède un état bien défini. Les relations entre les systèmes ne sont pas déterminées par létat que possède chaque système pris à lui seul. Seul le système total est dans un état pur, possédant une valeur numérique bien définie des propriétés en question. Seul à partir de létat du système total sont définies les corrélations entre les sous-systèmes. holisme

7 7 Le principe daction locale corrélations EPR : indépendantes de la distance spatiale ou spatio-temporelle entre les (sous-)systèmes pas dinteractions intrication relation causale Mais : problème de la mesure : comment la réduction détat seffectue- t-elle ?

8 8 Lindividualité Les systèmes quantiques ne sont pas des individus identifiables. systèmes indiscernables pas didentité à travers le temps qui repose sur des propriétés pas possible de caractériser un système quantique par une marque et de le reconnaître par la suite

9 9 Lindividualité systèmes singuliers : un système total contient toujours un nombre défini de systèmes quantiques élémentaires. dénombrables sans être identifiables à travers du temps sujet dattribution de propriétés

10 10 Lindividualité système physique singulier : propriétés physiques quelconques suffisantes individu : nécessaire de pouvoir attribuer des propriétés qui différencient le système de tous les autres systèmes. systèmes singuliers : dénombrables individus : possèdent une identité à travers du temps

11 11 Le défi pour la philosophie de la nature pas de localisation pas de séparabilité pas dindividualité action locale ? (dynamique non-locale ; implication action à distance ?)

12 12 Le théorème de John Bell (1964) séparabilité action locale Les corrélations mesurables entre des systèmes quantiques ne peuvent pas dépasser une certaine limite. théorie quantique : prévoit des corrélations qui dépassent cette limite

13 13 Le théorème de Bell (1964) Factorisabilité (8.1)p 1 2 (x a, x b a, b) = p 1 (x a a) p 2 (x b b) Indépendance de variables (8.2)p 1 (x a a, b) = p 1 (x a a) (8.3)p 2 (x b a, b) = p 2 (x b b) Indépendance de résultats (8.4) p 1 (x a a, b) = p 1 (x a a, b, x b ) (8.5) p 2 (x b a, b) = p 2 (x b a, b, x a )

14 14 Les expériences de Bell

15 15 Les expériences de Bell pas de contradiction avec la théorie de la relativité pas possible demployer ces corrélations pour transmettre des signaux ayant une vitesse supérieure à celle de la lumière Shimony : coexistence pacifique entre la physique quantique et la théorie de la relativité restreinte

16 16 La « métaphysique expérimentale » pas possible de reconnaître les prédictions de la théorie quantique et de conserver une philosophie de la nature orientée vers la physique classique Shimony : « métaphysique expérimentale » : des propositions de caractère métaphysique permettent de déduire delles des conséquences empiriques. Ces conséquences peuvent être mises à lépreuve dans des expériences scientifiques.


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