Expériences EPR, interaction d'échange et non localité - Admiroutes

2 CHAPITRE 9. EXPÉRIENCES EPR, INTERACTION D'ÉCHANGE ET NON LOCALITÉ
Au paragraphe 4, nous présentons le théorème de Kochen et Specker qui montre que toute
théorie à variables cachées compatible avec les prédictions de la mécanique quantique est contextualiste,
c'est à dire que les variables mesurées des paramètres physiques dépendent non seulement
des entités physiques seules, mais aussi du contexte expérimental.
Au paragraphe 5, nous proposons une modélisation et une simulation de l'expérience EPR-B à
partir de la solution numérique de l'équation de Pauli pour deux particules intriquées. Puis nous
proposons des variantes de cette expérience qui permettraient de tester expérimentalement
un certain nombre de résultats théoriques. Les réalisations récentes d'atomes
intriqués [7, 43] devraient permettre de réaliser les expériences proposés ici.
Au paragraphe 6, nous discutons l'interprétation causale de Bohm de l'expérience EPR-B, puis
nous en proposons une nouvelle interprétation qui tient compte des spins initiaux et
qui est dans la continuité de nos précédentes interprétations. Nous proposons enn une
explication physique de cette interaction d'échange non locale.
Nous concluons que c'est la fonction d'onde intriquée qui est la véritable variable cachée non
locale, et que c'est elle qui pilote les deux particules intriquées dont les positions et les spins sont
des variables mesurées locales.
9.2 L'expérience EPR
En 1935, Einstein avec Boris Podolsky et Nathan Rosen relance le débat sur la complétude
de la mécanique quantique avec l'article " Peut-on considérer que la mécanique quantique donne
de la réalité physique une description complète?" [22]. Cet article correspond à une expérience
de pensée, connue sous le nom de paradoxe EPR, est peut-être le plus cité de toute la littérature
scientique. Son introduction présente bien le débat :
"Dans toute théorie complète, il y a un élément correspondant à chaque élément de réalité. Pour
qu'une grandeur physique soit réelle, il sut qu'il soit possible de la prédire avec certitude, sans
perturber le système. En mécanique quantique, dans le cas de deux grandeurs physiques décrites
par des opérateurs qui ne commutent pas, la connaissance de l'une exclut celle de l'autre. Dès lors,
ou bien (1) la description de la réalité donnée par la fonction d'onde en mécanique quantique n'est
pas complète, ou bien (2) ces deux grandeurs ne peuvent avoir de réalité simultanée. L'examen
du problème posé par la possibilité d'eectuer des prédictions relatives à un système sur la base
de mesures eectuées sur un autre système ayant interagi antérieurement avec le premier amène
à conclure que, si (1) est faux, alors (2) l'est également. On est donc conduit à la conclusion
suivante : la description de la réalité donnée par une fonction d'onde n'est pas complète."
Pour cela, Einstein, Podolsky et Rosen introduisent deux critères, un critère de réalité physique
et un critère de complétude d'une théorie, et utilise implicitement un principe de localité :
- critère de réalité : "Si, sans perturber en aucune manière un système, nous pouvons prédire
avec certitude (c'est-à-dire avec une probabilité égale à l'unité) la valeur d'une quantité physique,
alors il existe un élément de réalité physique qui correspond à cette quantité physique".
Pour eux, c'est une condition susante, un critère minimal de réalité qui est "loin d'épuiser
les façons possibles de reconnaître une réalité physique, il fournit au moins l'une d'entre elles."
- critère de complétude d'une théorie : "chaque élément de la réalité physique doit avoir
un correspondant dans la théorie physique".
- principe de localité d'Einstein : "Si au moment de la mesure les deux systèmes n'interagissent
plus, le deuxième système ne peut être le siège d'aucun changement réel qui serait la
conséquence de quelque chose que l'on aurait fait au premier système."
A partir de ces critères, ils considèrent l'expérience suivante. Deux particules, A et B, identiques
partent en sens inverse, avec des impulsions égales et opposées p A + p B = 0. Elles proviennent