L'intrication quantique

Bonjour à tous.

Aujourd'hui je vais vous parler d'un des phénomènes les plus intrigants de la mécanique quantique,

ce qu'on appelle l'intrication.

J'avais déjà fait une vidéo d'introduction à la mécanique quantique

et pour ceux que ne se souviendraient plus très bien ce qu'il y avait dedans, rassurez-vous je vais faire des rappels.

Pour ceux d'entre vous qui ne connaîtraient vraiment rien à la mécanique quantique,

je vous conseille quand même d'aller y faire un petit tour d'abord

Non?

Allez, dernière chance!

♪ [Générique] ♪

Je vous l'ai dit, on va commencer par un petit rappel sur la manière dont fonctionne la mécanique quantique.

L'idée centrale est qu'en mécanique quantique, les objets comme les particules

n'ont plus des propriétés bien définies.

Par exemple, les particules n'ont plus forcement une position ou une vitesse bien déterminée,

mais elles peuvent être dans une superposition de plusieurs états.

Un électron, par exemple, peut être dans un état où sa vitesse est 1000km/s,

dans un état où sa vitesse est 2000km/s, ça c'est normal,

mais il peut aussi être dans une superposition de ces deux états.

On le note comme cela, en additionnant les états entre des crochets.

Cette idée que les propriétés des objets ne soient plus définies est déjà perturbante en soi

mais là où la mécanique quantique devient vraiment bizarre,

c'est quand on commence à vouloir mesurer quand même ces propriétés.

Si on considère un électron qui est dans la superposition de ces deux états

et qu'on essaye de mesurer sa vitesse.

Qu'est-ce qu'on va trouver comme résultat?

Et bien, nous avons 50% de chance de trouver 1000km/s

et 50% de chance de mesurer 2000km/s.

Et si on mesure un grand nombre d'électrons qui sont tous au départ dans le même état,

on aura, à peu près, 50-50 de chaque résultat.

Mais si vous isolez un électron en particulier,

vous n'avez aucun moyen de savoir à l'avance quel résultat vous allez obtenir.

Cela ne se décide qu'au moment de la mesure et c'est le fruit du hasard.

En mécanique quantique le hasard intervient dans les mesures,

il y a ce qu'on appelle un indéterminisme de la mesure.

Quand on regarde ça à première vue, il y a quand même de quoi être sceptique.

On nous dit que les particules sont dans des états superposés.

Premier truc bizarre!

Et on nous dit que quand on essaye de mesurer les propriétés de ces objets,

il y a une sorte de hasard cosmique qui choisit le résultat.

Deuxième truc bizarre!

Est-ce que ce n'est pas tout simplement que, dès le départ, il n'y a pas du tout d'états superposés,

il y a juste un mélange de deux types d'électrons?

La moitié des électrons qui vont déjà à 1000km/s

et donc quand on les mesure on trouve 1000km/s

et puis l'autre moitié des électrons qui vont déjà à 2000km/s

et seront donc toujours mesurés à 2000km/s.

Et bien NON! La mécanique quantique affirme que cette vision n'est pas correcte.

Elle nous dit que l'on peut très bien avoir, au départ, tout un tas d'électrons

qui sont tous exactement dans le même état, un état superposé

et que c'est la mesure qui va les forcer, en quelque sorte, à choisir leur vitesse

et que le résultat de cette mesure

est vraiment la conséquence d'un hasard fondamental qu'on ne peut pas prédire.

Vous-y croyez vous?

Non?

Et bien pour aller dans votre sens,

sachez qu'Einstein, qui n'était pas la moitié d'un imbécile, n'y croyait pas non plus.

Einstein n'aimait pas du tout cette idée de hasard fondamental qui déciderait du résultat des mesures.

Sa citation est fameuse, pour lui : "Dieu ne joue pas aux dés !"

Et notamment à la célèbre Conférence Solvay de 1927, on en voit une photo ici,

il a eu plein de débats avec le danois Niels Bohr

qui lui, défendait l'idée d'un hasard fondamental.

C'est une vision que l'on appelle depuis, l'interprétation de Copenhague.

Et bien figurez vous que, quelques années plus tard, Einstein a enfin trouvé l'argument qui tue,

celui qui allait clouer le bec de Bohr ... enfin c'est ce qu'il croyait...

Mais pour vous expliquer tout ça, il faut d'abord que je vous parle du spin!

♪ [Générique] ♪

Le spin, je dois vous avouer que j'ai hésité à en parler dans ma première vidéo,

c'est un concept central en mécanique quantique mais qui est quand même un peu abstrait.

Mais bon, là je crois qu'il va falloir y aller.

D'habitude quand on ne fait pas de mécanique quantique,