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« Dieu joue aux dés avec l’univers » un paradoxe quantique remet en question notre propre réalité !

Des chercheurs ont trouvé un nouveau paradoxe dans la mécanique quantique qui, avec la théorie de la relativité d’Albert Einstein, fait partie de nos théories scientifiques les plus fondamentales. Apparemment, soit l'état quantique doit s'effondrer au niveau macroscopique, soit la réalité est une illusion.

Lorsqu’elle est analysée de près, la mécanique quantique soulève des questions très complexes sur la réalité. L’une des plus profondes et des plus difficiles est une expérience de pensée proposée en 1961 par le physicien théoricien Eugène Wigner.

Appelée « paradoxe de Wigner » ou « l’ami de Wigner », celle-ci implique une observation indirecte d’une mesure quantique. Le scénario se présente comme suit : deux individus décident de faire une expérience dans un laboratoire de physique quantique. Appelons-les François et Michel.

Des expériences contradictoires

Michel reste à l’intérieur du laboratoire, tandis que François est assis à l’extérieur. Comme certains d’entre nous le savent déjà, le concept de superposition stipule qu’un système quantique peut exister dans plusieurs états, jusqu’à ce qu’il soit observé par un observateur. Le travail de Michel consiste ainsi à observer la vitesse d’une particule intriquée. Le duo mène l’expérience et détermine la vitesse de ladite particule. L’observation fait donc effondrer celle-ci en un seul état. Mais comme François est à l’extérieur et n’a aucun moyen de communiquer avec Michel, cet effondrement n’a pas eu lieu dans sa réalité.

« Deux “faits” se contredisent, mais tous deux sont basés sur la réalité. La solution de Wigner à ce problème était que l’état quantique ne peut pas exister au niveau de l’observateur : l’état de superposition doit s’effondrer avant que cela ne se produise », explique Ars Technica.

Un théorème mathématique basé sur l’expérience de pensée de Wigner

Pour déterminer l’état de la particule, François doit entrer dans le laboratoire et observer également celle-ci. Mais étant donné qu’il ne peut pas observer Michel, il se trouve également dans une superposition.

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La théorie de la relativité d’Albert Einstein. Crédit photo : Shutterstock /Muhammad suryanto

En conséquence, lorsque les deux mesurent la particule, ils changent théoriquement son état quantique. Compte tenu de l’aspect intrigant du paradoxe de Wigner, un groupe de recherche australien a mis au point une approche pour démontrer que celui-ci est bien réel. Dans leur étude publiée dans la revue Nature en aout 2020, les scientifiques transforment l’expérience de pensée en un théorème mathématique qui valide la nature contradictoire du scénario.

Les observateurs humains remplacés par des photons

Les chercheurs ont également décidé d’étendre l’expérience à un plus grand nombre d’observateurs, remplaçant les observateurs humains par des photons. « Pour notre recherche, nous avons construit une version étendue du paradoxe de l’ami de Wigner, proposée pour la première fois par Časlav Brukner, de l’université de Vienne », écrit Eric Cavalcanti, coauteur de l’étude. « Nous prouvons que si l’évolution quantique est contrôlable à l’échelle d’un observateur, alors l’un des principes suivants, à savoir l’absence de superdéterminisme, le principe de la localité ou l’absoluité des événements observés, doit être faux. »

Cela sous-entend selon nos confrères de The Next Web que « Dieu joue probablement aux dés avec l’univers ». Autrement dit, l’idée que tout ce qui va se produire allait survenir, que nous l’ayons observé ou non, pourrait être fausse.

Marc Odilon

Tout ce qui touche de près ou de loin à l'High-tech me fascine !

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3 commentaires

  1. Stephen Hawking l’avait bien dit, Dieu joue bien aux dés, et c’est un joueur invétéré !

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