Physique quantique : l’essentiel

Voir ma vidéo sur ce sujet

Cet article résume ce qui me semble essentiel sur la physique quantique : les bases, quelques expériences vraiment étonnantes et l’intervention de la conscience sur la réalité manifestée, ainsi que l’effet de la volonté sur les événements.

(J’ai décidé d’éviter de parler dans cet article de l’ensemble des propriétés, phénomènes quantiques ou expériences habituellement décrites un peu partout comme : le spin, le principe d’incertitude d’Heisenberg, l’effet tunnel, la téléportation quantique, le laser, le condensat de Bose-Einstein, le chat de Schrödinger, le paradoxe EPR et les inégalités de Bell etc.. Ces phénomènes découlent du formalisme mathématique. Ils sont étonnants, je vous invite à vous renseigner sur ceux-ci, mais n’apportent rien de fondamental à la discussion.)

Qu’est-ce que la physique quantique ?

Actuellement, toute la physique est basée sur deux théories :

  • La physique quantique
  • La relativité générale

La théorie quantique a été élaborée de 1900 (quanta de Planck) à 1925 (formalisme mathématique complet d’Heisenberg).

On dit souvent qu’il s’agit de la théorie des objets microscopiques. Le problème c’est que la notion de taille n’est pas ne propriété fondamentale des entités dont parle la théorie. Ainsi, une particule peut s’étaler sur de grandes distances, sans aucune limite. Une onde quantique peut avoir la taille de l’univers, elle n’est pas petite.

On pourrait alors dire qu’elle parle des choses légères. Encore une fois c’est erroné. La gravitation est exclue de la physique quantique. De plus, les particules n’ont pas de masse intrinsèque : celle-ci est le résultat de l’interaction avec un champ scalaire présent partout. Enfin, des objets à la fois très gros et lourds suivent les lois quantiques : un trou noir et une étoile à neutron par exemple.

En fait, la théorie quantique ne s’applique pas uniquement à ne catégorie spécifique d’objets mais à tout ce qui existe dans l’univers matériel. Les autres domaines de la physique en émergent à cause d’un comportement statistique.

La physique quantique est la théorie qui décrit tous les phénomènes où la gravitation n’intervient pas. (La gravitation étant décrite par la relativité générale.)

Le formalisme mathématique

On a commencé à observer le comportement de certaines entités comme les atomes et les particules. Puis on a établi mathématiquement les règles qu’elles semblent suivre. Ce formalisme prend deux formes, qui sont équivalentes : des fonctions d’onde (Schrödinger) et des matrices (Heisenberg).

Pour résumer, disons que les objets quantiques sont décrits par des ondes dans un espace qui n’est pas notre espace-temps habituel. Lorsque nous observons ces ondes elles se manifestent comme des petits grains de matière. Me résultat obtenu ne peut être prédit que de manière probabiliste.

Ce formalisme est toujours utilisé et reste valable, même s’il existe des développements comme la formulation de Dirac (qui tient compte du principe de relativité) et la théorie quantique des champs par exemple. Aucun phénomène n’a jamais pu contredire la physique quantique, et ses prédictions les plus surprenantes ont toujours été vérifiées expérimentalement.

Vous verrez aussi que ce formalisme n’est pas suffisant pour expliquer tous les phénomènes, car il ne décrit pas le mécanisme de « réduction de la fonction d’onde » qui est une endo-causalité et peut être affecté par la volonté de l’observateur.

Quantification et quanta

L’énergie s’échange par petits paquets indivisibles qu’on appelle quanta.

Pour faire passer un système d’un état à un autre il faut fournir au moins un « quantum d’action » (la constante de Planck). On peut dire autrement que le quantum d’action est le plus petit changement qui permet de distinguer deux états de l’univers.

Les propriétés mesurées d’une particule (impulsion, énergie etc..) sont quantifiées : elles ne peuvent prendre que certaines valeurs séparées d’un quantum.

Expérience des fentes de Young

On fait passer une particule à travers une paroi percée de 2 fentes. En l’absence de mesure elle passe par les deux fentes en même temps. Si on cherche à savoir par laquelle elle passe (avec un détecteur de position) alors elle ne passe que par une seule. On peut imaginer cette expérience avec un nombre arbitraire de fentes : 2, 3, 4 etc.. Elle passe toujours par toutes les fentes.

On peut ensuite imaginer un nombre infini de fentes, c’est-à-dire sans mettre de paroi limitant les possibilités. Dans ce cas le résultat observé est la somme de toutes les trajectoires possibles (voir l’intégrale des chemin de Feynman).

  • Une entité quantique existe comme une superposition de toutes les possibilités offertes. On appelle ces possibilités des « virtualités ».
  • Les virtualités formant l’objet interfèrent entre elles.
  • Effectuer une mesure modifie le phénomène qui se réduit alors à une seule possibilité.

En l’absence de mesure, les objets existent sous la forme d’un ensemble de virtualités (possibles actuels) qui interfèrent entre elles.

Intrication quantique

Un état quantique consiste en l’ensemble de l’information décrivant une ou plusieurs particules. Cet état est formé par un ensemble de virtualités.

On peut obtenir un état où se mélangent plusieurs particules, on parle alors d' »intrication » ou « enchevêtrement ». Ensuite, chaque partie de cet état peut être éloigné des autres, ils resteront liés tant qu’on n’interagit pas avec.

En faisant une paire de photons intriqués qui se déplacent dans des sens opposés, une mesure sur l’un modifiera immédiatement l’état de l’autre.

Un objet peut être séparé en parties distantes liées ; toute action sur l’une modifie instantanément les autres.

Contrefactuel

Imaginez que des fabricants d’armes aient conçu des bombes dont le détonateur peut s’enclencher avec l’interaction d’un unique photon. Ce déclencheur serait formé d’un petit miroir capable de renvoyer le photon s’il n’active pas l’explosion.

Il découvre que ce déclencheur très sensible ne peut pas être fabriqué de telle sorte qu’il soit fiable à 100% une fois que la bombe est entièrement assemblée. Parfois un grain de poussière ou un petit défaut d’usinage empêche le déclenchement par un unique photon. Or son client a absolument besoin que toutes ses bombes soient fonctionnelles.

Selon la théorie classique, le seul moyen de vérifier le bon fonctionnement est d’agir sur le déclencheur, ce qui fait exploser la bombe. Le fabriquant n’a donc aucune méthode pour s’assurer qu’il peut vendre une bombe sans que celle-ci ait déjà explosé.

Par chance dans son laboratoire se trouvait par hasard un physicien quantique. Celui-ci déclare qu’il existe une méthode quantique permettant de le faire.

Il suffit de faire un interféromètre de Mach-Zehnder et de placer sur le trajet d’une des virtualités le déclencheur. Dans 25% des cas avec des bombes fonctionnelles on observera le photon par un détecteur impliquant que la bombe a été virtuellement déclenchée.

Ce montage peut être amélioré pour que la probabilité atteigne pratiquement 100%.

https://fr.wikipedia.org/wiki/Contrafactualit%C3%A9_(physique)

https://en.wikipedia.org/wiki/Elitzur%E2%80%93Vaidman_bomb_tester

Cette expérience montre que les possibles qui ne sont pas manifestés ont une action effective sur les phénomènes qui surviennent réellement.

Gomme quantique à choix retardé

Voir l’article –L’expérience de Wheeler – gomme quantique à choix retardé

Cette expérience montre que l’ensemble des phénomènes virtuels coexistent pendant toute la durée de l’expérience jusqu’à la mesure. Les possibilités « futures » interfèrent ainsi avec les possibilités « passées ».

Tant qu’il est virtuel (non observé), le futur peut agir sur le passé.

La quantition

Lorsqu’on effectue une mesure, on a vu que l’information était modifiée : des virtualités disparaissent (ou leur probabilité devient nulle) tandis que certaines se manifestent, elles deviennent « réelles » (probabilité égale à 1).

On a vu que l’énergie et la matière sont quantifiées, comme formées de petits grains (corpuscules) au moment de l’interaction avec quelque chose. En l’absence d’interaction, ces grains perdent leur localisation.

On ne peut jamais observer un morceau de particule : on ne trouve jamais un demi-photon ou un tiers d’électron lors d’une mesure.

La quantition est le fait qu’une entité quantique ne puisse pas fragmentée. Cela l’oblige à devoir parfois adopter un comportement de type « tout ou rien ». à ce moment c’est comme si on la forçait à faire un choix, et qu’elle devait décider de prendre certaines propriétés en délaissant les autres.

Elle implique aussi que les virtualités n’interfèrent qu’entre elles, pas avec les virtualités des autres objets.

Holomatière

J’utilise ici les termes et définitions d’Emmanuel Ransford.

La « matière » est la partie manifestée de la réalité qui obéit à la causalité déterministe provenant des interactions avec l’extérieur (« exo-causalité »).

La partie qui obéit à la causalité indéterministe avec un mécanisme interne (« endo-causalité ») est nommée « état paral ».

L’holomatière est la généralisation de la substance formant notre univers : elle est constituée de l’état matière et de l’état paral.

L’observation et la réalité

En l’absence d’observateur les entités existent sous la forme d’information. Il s’agit de ce qu’on pourrait appeler la « réalité objective ».

Cette réalité est décrite par une superposition d’états : une particule est en plusieurs endroits en même temps, elle a plusieurs vitesses (impulsion) à la fois. La chronologie des événements est étalée aussi, le futur et le passé de l’état se superposent et interfèrent.

Une observation consiste en la récupération d’une partie de l’information sous la forme de « connaissance » pour la conscience. Cette connaissance est la « réalité perçue » ou « réalité manifestée ».

La conscience elle-même ne peut pas être modélisé comme une entité quantique : il ne peut exister de superposition d’états mentaux ou expériences subjectives de la réalité observée.

Voir l’article –Observer et créer la réalité– et –L’observateur quantique

La volonté active

On a montré dans diverses expérience qu’il était possible de modifier divers phénomènes physiques par la volonté consciente.

Par exemple dans l’expérience des fentes de Young, la probabilité qu’une particule passe par une des deux fentes est de 50%. Un observateur peut décider de la faire passer plus souvent par celle de gauche ou de droite. L’effet dépend fortement de l’observateur.

Bien que pratiquement aucun physicien ne parle publiquement de cet effet, car il contredit le dogme matérialiste, ceux-ci admettent en secret que

La volonté peut modifier le résultat de mesures, c’est-à-dire influencer la réalité manifestée à partir de la réalité objective. Comme la conscience, l’esprit ne peut pas être modélisé comme une entité quantique. La différence est que la conscience est dans son présent manifesté alors que l’esprit n’est pas attaché à un instant particulier, il est libre de se déplacer temporellement

Voir l’article –Jean-Pierre GIRARD : L’homme qui tord l’acier par la pensée– et l’expérience des poussins de Peoc’h dans l’article –Psychokinèse et télékinésie-. Voir aussi l’article –La fin des lois physiques

Rétropsychokinèse

Voir la partie rétropsychokinèse dans l’article –Modifier le passé et prévoir le futur– qui est une variante de l’expérience des poussins de Peoc’h dans l’article –Psychokinèse et télékinésie

Voici ce qu’en a dit René Peoc’h en 2002 :

« La volonté peut agir de manière rétroactive dans le passé. » 

« Nos expériences montrent que la pensée est suspecte de voyager dans le temps pour participer à des événements survenant habituellement au hasard. […] Un événement aléatoire qui n’a pas été observé par un être vivant reste en partie influençable. »

Résumé

  • La physique quantique est la théorie qui décrit tous les phénomènes où la gravitation n’intervient pas.
  • Le formalisme mathématique décrit les objets quantiques comme des ondes qui se manifestent avec des propriétés qu’on ne peut prévoir qu’en terme de probabilité.
  • Pour qu’une réalité diffère d’une autre il faut fournir au moins un quantum d’action. (constante de Planck). Sinon elles sont indiscernables, donc identiques.
  • En l’absence de mesure, les objets existent sous la forme d’un ensemble de virtualités (possibles actuels) qui interfèrent entre elles.
  • Un objet peut être séparé en parties distantes liées ; toute action sur l’une modifie instantanément les autres. L’information qui les décrit est « non locale ». La position et la distance spatiale sont des propriétés de la réalité manifestée mais n’existent pas dans la réalité objective.
  • Les possibles qui ne sont pas manifestés ont une action effective sur les phénomènes qui surviennent réellement.
  • Tant qu’il est virtuel (non observé), le futur peut agir sur le passé. La chronologie, l’ordre des événements, et la durée qui les sépare sont des propriétés de la réalité manifestée mais n’existent pas dans la réalité objective.
  • Une entité quantique ne peut pas fragmentée, ce qui l’oblige à parfois adopter un comportement de type « tout ou rien ». On la force à faire un choix : elle doit décider de prendre certaines propriétés en délaissant les autres.
  • L’holomatière est la généralisation de la substance formant notre univers : elle est constituée de l’état matière (déterministe ou exo-causal) et de l’état paral (indéterministe ou endo-causal).
  • Une observation consiste en la récupération d’une partie de l’information sous la forme de « connaissance ». Cette connaissance est la « réalité perçue » ou « réalité manifestée ».
  • La conscience ne peut pas être modélisée comme une entité quantique : il ne peut exister de superposition d’états mentaux ou expériences subjectives de la réalité observée. Elle permet de définir un « instant présent ».
  • La volonté peut modifier le résultat de mesures, c’est-à-dire influencer la réalité manifestée à partir de la réalité objective.
  • L’esprit peut agir de façon rétroactive dans le passé sur des phénomènes survenus tant qu’on n’en a pas pris connaissance. Il n’est pas attaché au présent et peut agir à différents instants.

Contrairement à une idée largement répandue, la physique quantique peut se comprendre si on parle d’une réalité objective existant sous la forme d’information et d’une réalité manifestée dans notre espace-temps qui est créée par l’observation.

Pour aller plus loin

Emmanuel Ransford, « L’origine quantique de la conscience » (2015).

Philippe Guillemant, « La physique de la conscience » (2015).

Votre commentaire

Entrez vos coordonnées ci-dessous ou cliquez sur une icône pour vous connecter:

Logo WordPress.com

Vous commentez à l’aide de votre compte WordPress.com. Déconnexion /  Changer )

Photo Google

Vous commentez à l’aide de votre compte Google. Déconnexion /  Changer )

Image Twitter

Vous commentez à l’aide de votre compte Twitter. Déconnexion /  Changer )

Photo Facebook

Vous commentez à l’aide de votre compte Facebook. Déconnexion /  Changer )

Connexion à %s

Un site WordPress.com.

Retour en haut ↑

%d blogueurs aiment cette page :