Imprimer l'articleLe principe d’incertitude d’Heisenberg : tu ne sauras jamais tout sur moi !
L’expérience du chat de Schrödinger est une expérience de pensée. Cela veut dire que les physiciens imaginent une situation et son déroulement et qu’ils tentent ensuite de l’interpréter. Et heureusement que cette expérience n’est que de pensée car elle se déroule comme suit : placez dans une boite fermée un atome radioactif, un compteur Geiger qui permet de mesurer la radioactivité, une fiole de poison et un chat. L’atome radioactif va à un moment ou à un autre se désintégrer, mais nous ne pouvons pas dire quand car ce processus est aléatoire. Lorsque ceci se produit, le compteur Geiger va réagir et via un mécanisme imaginaire briser la fiole de poison, tuant le chat. Ainsi, si l’atome radioactif est encore entier, le chat est vivant et s’il s’est désintégré, le chat est mort. Néanmoins, le tout se produisant dans une boite, vous ne voyez rien de tout cela.
Jusqu’ici, mis à part le fait qu’elle soit cruelle, cette expérience ne semble pas être difficile à interpréter : le chat est soit mort soit vivant, point final. Mais nous parlons de mécanique quantique ici ! Et en mécanique quantique, le chat est mort ET vivant en même temps, il est dans les deux états à la fois. Tant que vous n’aurez pas ouvert la boite pour voir ce qu’il y a à l’intérieur, le chat sera mort/vivant. C’est lorsque vous observez le contenu de la boite, que le chat devient mort OU vivant (ou exclusif). L’observation de la scène fait « choisir » l’une ou l’autre possibilité au chat.
Il y a beaucoup d’interprétations possibles pour cette expérience. L’une d’entre elles est l’existence d’une infinité d’univers parallèles. Cette interprétation prétend qu’à chaque fois qu’un « choix » est fait, l’univers se duplique. À chaque solution son univers. Ainsi, lorsque vous ouvrez la boite pour observer le chat, l’univers se scinde en deux : dans l’un d’eux le chat est vivant, dans l’autre il est mort. Mais ceci n’est qu’une hypothèse bien entendu.
Autre chose ressort également de cette expérience : l’intrication quantique. Par intrication nous parlons de liens très forts qui existent entre des objets. Dans l’expérience du chat de Schrödinger, le chat et l’atome sont dits intriqués car l’état de l’un ne laisse aucun doute quant à l’état de l’autre. Ainsi, si l’atome est entier, le chat est vivant et si l’atome est désintégré, le chat est mort. Observer l’état de l’atome nous dit immédiatement comment est le chat.
L’intrication n’est pas qu’un phénomène imaginaire, nous pouvons réellement l’observer. Dans des expériences réalisées en laboratoire, il est possible de créer des photons intriqués en jouant sur une propriété des particules : le spin. Nous n’allons pas ici expliquer ce qu’est le spin car il s’agit d’un sujet complexe, mais sachez simplement que chaque particule porte un spin. Dans ces expériences, un photon portera un spin +1 et l’autre un spin -1. Les deux particules sont ensuite envoyées aux deux extrémités de la pièce. Tant que le spin des photons n’est pas mesuré, les deux photons ont un spin +1/-1. Mais une fois qu’un photon est mesuré, nous pouvons immédiatement connaître le spin de l’autre photon, avant même de l’avoir mesuré à son tour.
L’intrication peut sembler poser quelques problèmes. Si les deux particules sont séparées de plusieurs milliers de kilomètres et qu’on les mesure en même temps, une « information » aura voyagé plus vite que la vitesse de la lumière. Si l’on admet qu’au départ, le spin de chaque photon n’est pas déterminé, il doit y avoir une forme de communication entre les photons pour qu’au moment où ils sont mesurés ils ne prennent pas tous les deux le même spin. Ceci brise-t-il la relativité restreinte qui dit que rien ne peut voyager plus vite que la vitesse de la lumière ?
Cette question est connue sous le nom de paradoxe EPR, pour Einstein-Podolsky-Rosen. La question est complexe et nous n’irons donc pas plus loin dans le débat, mais sachez que l’intrication quantique est un effet réel et qu’elle est notamment utilisée en cryptographie.
