L'expérience d'Aspect - Aspect's experiment

L'expérience d'Aspect a été la première expérience de mécanique quantique à démontrer la violation des inégalités de Bell . Son résultat irréfutable a permis de valider davantage les principes d' intrication quantique et de localité . Il a également offert une réponse expérimentale à Albert Einstein , Boris Podolsky et Nathan Rosen du paradoxe qui avait été proposé sur les cinquante ans plus tôt.

L'expérience a été menée par le physicien français Alain Aspect à l' École supérieure d'optique d' Orsay entre 1980 et 1982. Son importance a été immédiatement reconnue par la communauté scientifique, et a fait la couverture de Scientific American , une revue de vulgarisation scientifique. Bien que la méthodologie menée par Aspect présente une faille potentielle, la faille de détection , son résultat est considéré comme décisif et a conduit à de nombreuses autres expériences qui ont confirmé l'expérience originale d'Aspect.

Contexte scientifique et historique

L'expérience doit être replacée dans son contexte historique et scientifique pour être pleinement appréhendée.

Intrication, paradoxe EPR et inégalités de Bell

Intrication quantique

L'intrication quantique est un phénomène théorisé pour la première fois par Erwin Schrödinger en 1935.

La mécanique quantique dicte qu'une fois que deux systèmes quantiques distincts (deux particules par exemple) ont interagi ou s'ils ont une origine commune, ils ne peuvent pas être considérés comme deux systèmes indépendants. Le formalisme de la mécanique quantique postule que si un premier système possède un état, et le second un état, alors le système intriqué résultant peut être représenté par le produit tensoriel des deux états : . La distance physique entre les deux systèmes ne joue aucun rôle dans l'état intriqué (car aucune variable de position n'est présente). L'état quantique intriqué reste identique — toutes choses égales par ailleurs — quelles que soient les distances entre les deux systèmes. ${\style d'affichage |\psi \rangle }$${\style d'affichage |\phi \rangle }$${\displaystyle |\psi \rangle |\phi \rangle }$

Par conséquent, toute mesure opérée sur le système intriqué est applicable aux deux éléments le constituant : les résultats de mesure des deux systèmes sont corrélés .

Le paradoxe de l'EPR

Le résultat de l'expérience aurait pu choquer Albert Einstein (il est mort en 1955 bien avant que l'expérience ne soit réalisée) qui avait une vision locale et réaliste de la physique. Son point de vue l'a amené à la conclusion que si l'acte de mesure influence les deux systèmes, alors il existerait une influence capable de se propager d'un système à l'autre, à une vitesse non limitée par la vitesse de la lumière . Le formalisme de la mécanique quantique anticipe que l'influence de la mesure des composants d'un système intriqué a un effet immédiat sur les deux composants, quelle que soit la distance.

Plus tard en 1935, Albert Einstein , Boris Podolsky et Nathan Rosen (EPR) ont imaginé une expérience de pensée qui, si l'on admettait l'existence d'états intriqués, conduisait à un paradoxe : soit une influence voyage plus vite que la lumière (non-causalité), soit la physique quantique est incomplète. Aucun des deux termes de l'alternative n'était admissible à l'époque, d'où le paradoxe.

Ce paradoxe était d'une grande importance historique, mais il n'a pas eu d'impact immédiat. Seul Niels Bohr considéra sérieusement l'objection qu'il soulevait et tenta d'y répondre. Mais sa réponse était qualitative, et le paradoxe restait irrésolu. La réalité de l'intrication restait une affaire d'opinion, dépourvue de tout support expérimental direct. En effet, l'expérience EPR n'était pas réalisable en pratique à l'époque.

Deux obstacles majeurs s'opposaient à son entreprise. D'une part, les moyens techniques étaient insuffisants ; d'autre part (et surtout), il ne semblait pas y avoir de moyen efficace de mesurer directement les données obtenues avec des critères quantitatifs.

La simultanéité des deux systèmes, quel que soit le sens qu'on lui attribue, n'a pu être observée qu'en comparant deux mesures distantes, dans les contraintes de la vitesse de la lumière. L'influence de la simultanéité ne peut être causale , ni transmettre d'information (ce qui revient au même). Cette propriété est donc compatible avec la théorie de la relativité , selon laquelle aucune information ne peut voyager plus vite que la vitesse de la lumière.

Inégalités de Bell

En 1964, le physicien irlandais John Stewart Bell a publié un article présentant les effets quantitatifs et mesurables des expériences EPR. Ce sont les fameuses inégalités de Bell . Ces inégalités sont des relations quantitatives qui doivent être vérifiées en mesurant des corrélations entre des systèmes qui obéissent pleinement à la causalité relativiste . Toute violation de ces inégalités permettrait une influence à distance instantanée.

Ces inégalités ont permis aux physiciens de lever l'un des deux obstacles empêchant les expériences EPR. Mais en 1964, les moyens techniques disponibles étaient encore insuffisants pour mener à bien l'expérience.

Premiers tests d'inégalités de Bell

Les expériences EPR sont devenues envisageables en 1969, lorsqu'un article a démontré leur faisabilité technique.

Suite à cet article, les universités de Harvard et de Berkeley mettent en place un protocole expérimental et mènent des expériences en 1972. Les résultats sont contradictoires : Harvard observe une concordance avec les inégalités de Bell (et donc une contradiction avec les prédictions de la physique quantique), alors que les résultats de Berkeley violent les inégalités de Bell (et donc la physique quantique vérifiée).

Ces expériences souffraient notamment d'une source peu fiable et improductive de particules intriquées, ce qui nécessitait des jours d'expérimentation continue. Mais des conditions expérimentales contrôlées constantes sont extrêmement difficiles à maintenir pendant de si longues périodes, en particulier pour des expériences aussi sensibles que celle-ci. Les deux résultats étaient donc discutables.

En 1976, la même expérience a été répétée à Houston en utilisant une source meilleure et plus prolifique de photons intriqués qui a permis de réduire la durée de l'expérience à 80 minutes. En retour, les photons n'étaient pas polarisés de manière optimale, empêchant ainsi les inégalités de Bell d'apparaître clairement. L'expérience a néanmoins révélé une violation des inégalités de Bell, même si elle était trop faible pour constituer une réponse définitive.

De plus, et principalement, ces expériences n'étaient pas suffisamment élaborées pour écarter la possibilité de corrélations (qui entraînent la violation des inégalités de Bell) en raison d'une influence ou d'un signal classique plus lent que la lumière se propageant entre les deux particules.

Au final, le schéma expérimental utilisé dans ces expériences était très éloigné du schéma « idéal » que John Bell utilisait pour démontrer ses inégalités : il n'y avait donc aucune certitude que les inégalités de Bell puissent être appliquées telles quelles dans de telles expériences.

Les expériences d'Aspect (1980-1982)

En 1975, alors qu'une expérience décisive basée sur la violation des inégalités de Bell et vérifiant la véracité de l'intrication quantique faisait toujours défaut, Alain Aspect proposa dans un article une expérience suffisamment méticuleuse pour être irréfutable : Proposition d'expérience pour tester la non-séparabilité de la mécanique quantique ,.

Alain Aspect a précisé son expérience pour qu'elle soit la plus décisive possible. À savoir:

• Sa source de particules intriquées doit être excellente pour raccourcir la durée de l'expérience et fournir une violation aussi claire que possible des inégalités de Bell.
• Il doit montrer des corrélations dans les mesures, mais aussi démontrer que ces corrélations sont bien le résultat d'un effet quantique (et par conséquent d'une influence instantanée) et non d'un effet classique plus lent que la lumière entre les deux particules.
• Le schéma expérimental doit correspondre le plus possible à celui de John Bell pour démontrer ses inégalités afin que l'accord entre les résultats mesurés et prédits soit le plus significatif possible.

Rappel du schéma "idéal" de John Bell

L'illustration ci-dessus représente le schéma de principe à partir duquel John Bell a démontré ses inégalités : une source de photons intriqués S émet simultanément deux photons et dont la polarisation est préparée de telle sorte que le vecteur d'état des deux photons soit : ${\style d'affichage \nu 1}$${\style d'affichage \nu 2}$

${\displaystyle |\psi (\nu 1,\nu 2)\rangle ={1 \over {\sqrt {2}}}\left\{\left|\uparrow ,\uparrow \right\rangle +\left| \rightarrow ,\rightarrow \right\rangle \right\}}$

Cette formule signifie simplement que les photons sont dans un état superposé : ils sont tous les deux sur une polarité verticale, horizontale ou linéaire avec une probabilité égale.

Ces deux photons sont ensuite mesurés à l'aide de deux polariseurs P1 et P2, chacun avec un angle de mesure paramétrable : et β. le résultat de la mesure de chaque polariseur peut être (+) ou (-) selon que la polarisation mesurée est parallèle ou perpendiculaire à l'angle de mesure du polariseur.

Un aspect remarquable est que les polariseurs imaginés pour cette expérience idéale donnent un résultat mesurable à la fois dans les situations (-) et (+). Tous les vrais polariseurs ne sont pas capables de le faire : certains détectent la situation (+) par exemple, mais sont incapables de détecter quoi que ce soit dans la situation (-) (le photon ne quitte jamais le polariseur). Les premières expériences (décrites ci-dessus) ont utilisé ce dernier type de polariseur. Les polariseurs d'Alain Aspect sont beaucoup plus aptes à détecter les deux scénarios et donc beaucoup plus proches de l'expérience idéale.

Compte tenu de l'appareil et de l'état initial de polarisation donné aux photons, la mécanique quantique est capable de prédire les probabilités de mesure (+,+), (−,−), (+,−) et (−,+) sur les polariseurs (P1,P2), orienté sur les angles (α,β). Pour rappel:

${\displaystyle P_{++}(\alpha ,\beta )=P_{--}(\alpha ,\beta )={1 \over 2}\cos ^{2}(\alpha -\beta )}$

${\displaystyle P_{+-}(\alpha ,\beta )=P_{-+}(\alpha ,\beta )={1 \over 2}\sin ^{2}(\alpha -\beta )}$

Une violation maximale des inégalités de Bell est prédite pour |α−β| = 22,5°

Description du montage expérimental

Alain Aspect (avec la collaboration notable des physiciens Philippe Grangier, Gérard Roger et Jean Dalibard ) a mis en place plusieurs expériences de plus en plus complexes entre 1980 et 1982.

Seule son expérience la plus complexe, réalisée en 1982 et la plus proche des spécifications initiales, sera décrite ici.

Source de photons

Les premières expériences testant les inégalités de Bell possédaient des sources de photons de faible intensité et nécessitaient une semaine continue. Une des premières améliorations d'Alain Aspect a consisté à utiliser une source de photons de plusieurs ordres de grandeur plus efficace. Cette source a permis un taux de détection de 100 photons par seconde, raccourcissant ainsi la durée de l'expérience à 100 secondes .

La source utilisée est une cascade radiative calcique , excitée avec un laser krypton.

Polariseurs avec une variable d'orientation réglable et sur une position à distance

L'un des points principaux de cette expérience était de s'assurer que la corrélation entre les mesures P1 et P2 n'avait pas été le résultat d'effets « classiques », notamment d'artefacts expérimentaux.

A titre d'exemple, lorsque P1 et P2 sont préparés avec des angles fixes et , on peut supposer que cet état génère des corrélations parasites via des boucles de courant ou de masse, ou d'autres effets. En effet, les deux polariseurs appartiennent au même montage et pourraient s'influencer à travers les différents circuits du dispositif expérimental, et générer des corrélations lors de la mesure.

On peut alors imaginer que l'orientation fixe des polariseurs impacte, dans un sens ou dans l'autre, l'état dans lequel est émis le couple de photons. Dans un tel cas, les corrélations entre les résultats de mesure pourraient s'expliquer par des variables cachées au sein des photons, lors de leur émission. Alain Aspects avait fait part de ces observations à John Bell lui-même.

Une façon d'exclure ce genre d'effets est de déterminer l'orientation (α,β) des polariseurs au dernier moment — après l'émission des photons et avant leur détection — et de les maintenir suffisamment éloignés les uns des autres pour éviter aucun signal d'atteindre l'un d'eux.

Cette méthode assure que l'orientation des polariseurs lors de l'émission n'a aucune incidence sur le résultat (puisque l'orientation est encore indéterminée lors de l'émission). Il assure également que les polariseurs ne s'influencent pas, étant trop éloignés les uns des autres.

En conséquence, le dispositif expérimental d'Aspect a des polariseurs P1 et P2 distants de 6 mètres de la source et de 12 mètres l'un de l'autre. Avec cette configuration, seulement 20 nanosecondes s'écoulent entre l'émission des photons et leur détection. Pendant ce laps de temps extrêmement court, l'expérimentateur doit décider de l'orientation des polariseurs et les orienter ensuite.

Puisqu'il est physiquement impossible de modifier l'orientation d'un polariseur dans un tel laps de temps, deux polariseurs - un pour chaque côté - ont été utilisés et pré-orientés dans des directions différentes. Un shunt haute fréquence orienté aléatoirement vers l'un ou l'autre polariseur. La configuration correspondait à un polariseur avec un angle de polarisation incliné de manière aléatoire.

Puisqu'il n'était pas possible non plus de faire basculer les photons émis, les polariseurs shuntaient périodiquement toutes les 10 nanosecondes (de manière asynchrone avec l'émission du photon) assurant ainsi que le dispositif de référence basculerait au moins une fois entre l'émission du photon et sa détection.

Polariseurs à deux canaux

Une autre caractéristique importante de l'expérience de 1982 était l'utilisation de polariseurs à deux canaux qui permettaient un résultat mesurable dans les situations (+) et (-). Les polariseurs utilisés jusqu'à l'expérience d'Aspect pouvaient détecter la situation (+), mais pas la situation (-). Ces polariseurs monocanal présentaient deux inconvénients majeurs :

• La situation (−) était difficile à distinguer d'une erreur d'expérimentation.
• Ils devaient être scrupuleusement calibrés.

Les polariseurs à deux canaux Aspect utilisés dans son expérience ont évité ces deux inconvénients et lui ont permis d'utiliser directement les formules de Bell pour calculer les inégalités.

Techniquement, les polariseurs qu'il utilisait étaient des cubes polarisants qui transmettaient une polarité et réfléchissaient l'autre, émulant un dispositif Stern-Gerlach .

Résultats de l'expérience

Les inégalités de Bell établissent une courbe théorique du nombre de corrélations (++ ou −−) entre les deux détecteurs en fonction de l'angle relatif des détecteurs . La forme de la courbe est caractéristique de la violation des inégalités de Bell. Les mesures correspondant à la forme de la courbe établissent, quantitativement et qualitativement, que les inégalités de Bell ont été violées. ${\style d'affichage (\alpha -\beta )}$

Les expériences d'Aspect ont confirmé sans ambiguïté la violation, comme le prédisait l'interprétation de Copenhague de la physique quantique, sapant ainsi la perspective réaliste locale d'Einstein sur la mécanique quantique et les scénarios de variables cachées locales . En plus d'être confirmée, la violation a été confirmée de la manière exacte prédite par la mécanique quantique , avec un accord statistique allant jusqu'à 242 écart-type .

Compte tenu de la qualité technique de l'expérience, de l'évitement scrupuleux des artefacts expérimentaux et de l'accord statistique quasi parfait, cette expérience a convaincu la communauté scientifique dans son ensemble que la physique quantique violait les inégalités de Bell et, par conséquent, que la physique quantique était non locale .

Limites de l'expérimentation

Après les résultats, certains physiciens ont légitimement tenté de rechercher des failles dans l'expérience d'Aspect et de trouver comment l'améliorer pour résister aux critiques.

Certaines objections théoriques peuvent être soulevées contre la configuration :

• l'aspect quasi-périodique des oscillations de shunt nuit à la validité de l'expérience car il peut induire des corrélations par quasi-synchronisation résultant de deux aiguillages ;
• les corrélations (+,+), (−,−) etc. ont été comptées en temps réel, au moment de la détection. Les deux canaux (+) et (-) de chaque polariseur étaient donc reliés par des circuits physiques. Une fois de plus, des corrélations peuvent être induites.

L'expérience idéale, qui nierait toute possibilité imaginable de corrélations induites devrait :

• utiliser un shunt purement aléatoire ;
• enregistrer les résultats (+) ou (−) de chaque côté de l'appareil, sans aucun lien physique entre les deux côtés. Les corrélations seraient calculées après l'expérience, en comparant les résultats enregistrés des deux côtés.

Les conditions de l'expérience souffraient également d'une faille de détection .

Expériences récentes

Les failles mentionnées ci-dessus n'ont pu être résolues qu'à partir de 1998. Entre-temps, l'expérience d'Aspect a été reproduite, et la violation des inégalités de Bell a été systématiquement confirmée, avec une certitude statistique pouvant aller jusqu'à 100 écart-type .

D'autres expériences ont été menées pour tester les violations des inégalités de Bell avec d'autres observables que la polarisation, afin d'approcher l'esprit originel du paradoxe EPR , dans lequel Einstein imaginait mesurer deux variables combinées (telles que la position et la quantité de mouvement) sur une paire EPR. Une expérience a introduit les variables combinées (temps et énergie) qui, une fois de plus, ont confirmé la mécanique quantique.

En 1998, l'expérience de Genève a testé la corrélation entre deux détecteurs distants de 30 kilomètres à l'aide du réseau suisse de télécommunication à fibre optique. La distance a donné plus de temps pour commuter les angles des polariseurs. Il était donc possible d'avoir un shunt complètement aléatoire. De plus, les deux polariseurs distants étaient entièrement indépendants. Les mesures ont été enregistrées de chaque côté, et comparées après l'expérience en datant chaque mesure à l'aide d'une horloge atomique. La violation des inégalités de Bell était une fois de plus vérifiée et des conditions strictes et pratiquement idéales. Si l'expérience d'Aspect impliquait qu'un signal de coordination hypothétique voyage deux fois plus vite que c , celui de Genève atteint 10 millions de fois c .

Une expérience a eu lieu à Boulder en 2000 sur l'intrication d'ions piégés en utilisant une méthode de détection basée sur la corrélation très efficace. La fiabilité de la détection s'est avérée suffisante pour que l'expérience viole les inégalités de Bell dans l'ensemble, même si toutes les corrélations détectées ne les violaient pas.

En 2001, l'équipe d'Antoine Suarez, qui comprenait Nicolas Gisin qui avait participé à l'expérience de Genève, a reproduit l'expérience à l'aide de miroirs ou de détecteurs en mouvement, leur permettant d'inverser l'ordre des événements à travers les référentiels, conformément à la relativité restreinte (ce l'inversion n'est possible que pour des événements sans relation causale). Les vitesses sont choisies pour que lorsqu'un photon se réfléchit ou traverse le miroir semi-transparent, l'autre photon ait déjà traversé ou réfléchi du point de vue du référentiel attaché au miroir. Il s'agit d'une configuration "après-après", dans laquelle les ondes sonores jouent le rôle de miroirs semi-transparents.

Une autre configuration testée permet à chaque photon d'être reçu par un détecteur en mouvement de sorte que dans le référentiel de ce détecteur, l'autre photon n'a pas encore été détecté, qu'il ait été croisé ou réfléchi ou non (configuration "avant-avant"). Les inégalités de Bell sont violées dans cette expérience notamment.

Conclusion

De nos jours (en 2018), la violation par la physique quantique des inégalités de Bell est clairement établie. La violation des inégalités de Bell est également utilisée pour certains protocoles de cryptographie quantique , dans lesquels la présence d'un espion est détectée lorsque les inégalités de Bell cessent d'être violées.

La non-localité quantique et l' intrication doivent donc être reconnues.

L'expérience d'Aspect remet-elle en cause la causalité relativiste ?

La question est soulevée par la conception répandue selon laquelle « un objet quantique présente un état qui dépend instantanément de l'état d'un autre objet avec lequel il a été intriqué ». Cette introduction « d'influence non locale » est souvent utilisée dans les revues de vulgarisation scientifique mais aussi (volontairement) par certains scientifiques qui adhèrent au réalisme , comme Alain Aspect lui-même, ou Bernard d'Espagnat .

Trois possibilités subsistent alors :

• La première est que les expérimentateurs ne doivent utiliser que des calculs avec des résultats conformes à l'expérience, sans se référer à une explication dérivée de notre logique « macroscopique ». Cette approche, empruntée à l' interprétation de Copenhague , est la plus largement reconnue parmi les physiciens. Elle repose sur le fait qu'aucune explication des phénomènes EPR ne conduit à des vérifications ou à des prédictions mesurables. En conséquence, la plupart des physiciens considèrent que les explications de cette expérience ne relèvent pas du domaine scientifique (voir le critère de falsification de Karl Popper ). La plupart des explications manquent en effet de formalisation théorique, et celles qui ne manquent pas de suggérer des vérifications mesurables. Une approche empirique est donc en jeu ici, et elle vise à éviter tout glissement hors du champ scientifique. Dans leur ouvrage The Undived Universe: An Ontological Interpretation of Quantum Theory , les physiciens David Bohm et Basil Hiley considèrent que les objections au principe de non-localité sont sans fondement. En réponse à ceux qui considèrent l'acceptation de la non-localité comme un obstacle à l'isolement scientifique et à l'observation d'un objet donné, Bohm et Hiley soutiennent que, dans le monde macroscopique, cette science est possible puisque les effets de la non-localité ne sont pas significatif : l'interprétation permet exactement le même degré de séparabilité du système que ce qui est exigé du « travail scientifique réel ». Faire correspondre la théorie de la relativité restreinte avec la non-localité (voir le paradoxe EPR ) est une question plus complexe, mais Bohm, comme John Stewart Bell , souligne que la transmission de signaux n'est pas ce qui est en jeu dans la notion de non-localité .

Bohm et Hiley, comme Bell, voient des facteurs autres que scientifiques dans le rejet de la non-localité :

John Bell : Conférence au CERN (1990).

Hiley et Bohm : Sur les objections au concept de non-localité. (1993)

[La] simple idée d'action effrayante à distance est répugnante pour les physiciens. Si j'avais une heure, je vous inonderais de Newton, Einstein, Bohr et de toutes ces citations d'autres grands hommes. Je vous dirais combien il est impensable de pouvoir modifier une situation lointaine en faisant quelque chose ici. Je pense que les pères fondateurs de la mécanique quantique n'avaient pas vraiment besoin des arguments d'Einstein sur la nécessité d'exclure l'action à distance, car ils regardaient ailleurs. L'idée de déterminisme ou d'action à distance leur répugnait tellement qu'ils détournaient le regard. Eh bien, c'est une tradition, et nous devons parfois, dans la vie, apprendre à apprendre de nouvelles traditions. Et il se pourrait que nous devions non pas tant accepter l'action à distance, mais accepter l'insuffisance du « pas d'action à distance ».

[Les objections à la non-localité] semblent être plus ou moins de l'ordre d'un préjugé qui s'est développé avec la science moderne. [...] Aux premiers stades du développement de la science, il y avait un long argument pour abandonner ce qui aurait pu être perçu comme des superstitions primitives et des notions magiques. La non-localité était clairement une notion clé. Il peut rester une peur profondément enracinée de l'idée de la non-localité rouvrant les vannes nous protégeant de ce qui est perçu comme des pensées irrationnelles, se trouvant sous la surface de la culture moderne. Même si c'était le cas, ce ne serait pas un argument valable contre la non-localité

• La seconde possibilité est que l'intrication « unifie » les deux objets soumis à une interaction : les deux objets restent « un » malgré leur distance spatiale (« la non-localité de Bernard d'Espagnat »). Cette mise à distance peut, en réalité, même être temporelle : elle est fondamentalement spatio-temporelle. Pour l'instant, aucune explication n'existe pour ce qui est considéré comme un résultat d'expérience plutôt qu'une explication ou une interprétation de ce résultat. Cette approche qui vise à expliquer des faits d'expérience est celle des rationalistes .
• La troisième consiste à changer notre conception de la causalité et à accepter le principe d'une causalité rétrograde (un flux causal du futur vers le passé), qui ne peut cependant être assimilée à la « cause finale » « téléologique » des philosophes classiques . Personne n'est là pour orienter les événements selon un objectif : la nature de la causalité à rebours est identique à la causalité telle que nous la concevons ("causalité efficiente" des philosophes classiques), sauf qu'elle s'écoule à rebours par rapport au temps et peut "s'ajouter" à la causalité « classique ». Cette interprétation nécessite que le caractère irréversible du temps ne soit vrai qu'à l'échelle macroscopique ( deuxième loi de la thermodynamique ). De nombreux physiciens s'y opposent, comme le physicien et philosophe Étienne Klein qui rappelle que la flèche du temps est, selon lui, inscrite dans les symétries de la physique des particules. Cette interprétation a un certain succès chez ceux qui développent des interprétations ésotériques de l'expérience, et l'utilisent pour faire des phénomènes parapsychologiques (controversés dans la communauté scientifique, notamment la précognition . Olivier Costa de Beauregard est célèbre pour sa défense de telles thèses.) Mais cette interprétation de façon flagrante contredit les résultats de l'expérience tels qu'ils ont été le plus souvent menés : la ligne du monde reliant les événements "mesure P1" et "mesure P2" de l' espace - temps est une courbure de l' espace . En effet, afin de réfuter une interprétation alternative possible des corrélations observées dans ces expériences, les expérimentateurs ont dû montrer que la « causalité » relativiste était au moins en partie incapable d'expliquer ces résultats, inclus dans des scénarios tels que : « la le photon informe, par n'importe quel processus relativiste, le photon de son état quantique après la première mesure... ." Il est pourtant parfaitement clair que les précautions des expérimentateurs pour supprimer toute explication relativiste « causale » suppriment du même coup, selon l'opinion dominante, toute explication « rétro-causale ». Enfin, pour les adeptes de la conception dominante, ce type de conception est une interprétation conjecturale et ne renvoie pas vraiment aux expériences existantes. Selon eux, elle conduit à des interprétations à la frontière de la science, voire de la pseudoscience , et entraîne la physique quantique dans un débat où elle n'a pas sa place.${\style d'affichage \nu 1}$${\style d'affichage \nu 2}$

Aucun physicien ne croit que les résultats de l'expérience EPR en général et de l'expérience d'Aspect en particulier - en parfait accord avec l'interprétation de Copenhague de la mécanique quantique - remettent en cause, de quelque manière que ce soit, le principe de relativité selon lequel aucune forme d'énergie (matière ou force ), et donc aucune information utilisable, ne peut voyager plus vite que la vitesse de la lumière et, par conséquent, ne remet pas en cause le principe de causalité relativiste dérivé. On peut facilement prouver que l'intrication quantique ne peut pas être utilisée pour transmettre instantanément des informations d'un point de l'espace-temps à l'autre. Les résultats mesurés sur la première particule sont aléatoires ; les altérations d'état de l'autre particule induites par ces mesures - aussi instantanées soient-elles selon l'interprétation de Copenhague de la mécanique quantique et les résultats de l'expérience d'Aspect - conduisent à des résultats de mesure relatifs à la seconde particule qui sont en apparence tout aussi aléatoires : aucune information exploitable peuvent être obtenus séparément lors de la mesure, et les corrélations restent indétectables tant que les résultats des deux séries ne sont pas comparés. Ce genre d'expérience démontre la nécessité incontournable d'un signal « classique » au sens relativiste afin de transmettre les informations nécessaires à la détection de ces corrélations. Sans ce signal, rien ne peut être transmis. Elle détermine la vitesse de transmission de l'information qui réaffirme le principe fondamental de relativité. En conséquence, le principe de causalité relativiste est parfaitement compatible avec les résultats des expériences EPR.

Voir également

• Superdéterminisme

Notes et références

Bibliographie

• Bernard d'Espagnat, Traité de physique et de philosophie , Fayard ISBN  2-213-61190-4 (en français). Voir chapitre 3. Non-séparabilité et théorème de Bell.
• Bernard d'Espagnat, À la recherche du réel , Bordas ISBN  2-266-04529-6 (en français).
• Bernard d'Espagnat, Étienne Klein, Regards sur la matière ISBN  2-213-03039-1 (en français). Voir chapitre VIII. Non-séparabilité des couples corrélés.

Liens externes

• Vidéoconférence sur l'optique quantique (17 min), par Alain Aspect , directeur de recherche à l' Institut d'Optique d'Orsay.
• Centre de philosophie quantique