lundi 17 février 2014

Pour une interprétation réaliste de la physique quantique: La dualité onde-particule - la particule comme effet localisé d'une onde étendue (article 2 de 4: suite)

La solution «De Broglie» au paradoxe onde-particule

Le physicien De Broglie a proposé au 20ème siècle une solution double au paradoxe onde-particule: la particule très localisée se déplace au sein d'une onde pilote qui guide son mouvement. La résolution du paradoxe dans le cadre de l'expérience des deux fentes de Young est de dire que les deux aspects sont distincts et toujours présents, que l'onde produit les interférences et la particule produit le point d'impact sur l'écran d'enregistrement.


La courte vidéo suivante en anglais est une illustration récente de ce phénomène à l'aide de l'onde générée dans un liquide par les rebonds d'une goutte de silicone: Yves Couder . Explains Wave/Particle Duality via Silicon Droplets. La vidéo plus longue suivante en français explique en long et en large le phénomène: JMC13 Conférence d’Yves Couder (cliquez sur l'image ou télécharger en allant un peu plus bas sur la page).

Le modèle de Couder se comporte mathématiquement comme dans l'expérience des deux fentes de Young. C'est un modèle analogique qui montre que des objets et des phénomènes de la réalité à notre échelle peuvent solutionner le paradoxe conceptuel. Qu'il n'est pas nécessaire de recourir à un comportement microscopique mystérieux et incompréhensible à notre échelle. Ce n'est pas l'explication précise et détaillée du phénomène quantique, mais cela permet d'espérer qu'il soit possible d'en apporter une explication semblable.

Cette solution diffère tout de même grandement de celle que j'ai suggérée très schématiquement au début de mon article (le 15 février).


Le lien entre les ondes et les particules dans la théorie quantique des champs

Avant de terminer, j'aimerais souligner qu'il existe aussi une théorie particulière de la physique quantique, la théorie quantique des champs, dont certains tirent une interprétation différente de la dualité onde-particule. Cette théorie réfère à une structure unique fondamentale, celle de champs, dont les «excitations« constituent les particules. Certains physiciens prétendent qu'elle fait disparaître l'aspect paradoxal de la dualité onde-particule tout en maintenant les ondes et les particules.

C'est vrai que les deux phénomènes d'onde et de particule ont une origine commune dans cette théorie, cette origine étant le champ quantique. Cela peut sembler résoudre théoriquement le paradoxe. Mais je n'ai vu personne s'en servir pour expliquer ce que cela signifie précisément dans une expérience concrète (comme celle de l'expérience des 2 fentes de Young). L'origine commune me semble plus un lien mathématique entre les deux phénomènes qu'une résolution explicite du paradoxe.


Articles à venir:

- Le théorème de Bell - Une corrélation spatiale selon l'angle de mesure et non pas une influence à distance (article 3 de 4)

- La superposition des états quantiques - Une répartition angulaire d'états réels simultanés (article 4 de 4)

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