Discussion:Contrafactualité (physique)

Sophisme ?

C’est ici qu’intervient la contrafactualité : si un photon est détecté en Y, c’est donc que le détecteur C aurait pu détecter le photon (mais il ne l’a pas détecté, sinon le photon n’aurait pu être détecté par Y, ayant déjà été détecté en C). Un évènement contrafactuel modifie donc bel et bien les résultats de l’expérience.

Quelqu'un peut-il expliquer ce raisonnement ? Tel quel, on dirait un sophisme : l'évènement contrafactuel n'a pas modifié les résultats de l’expérience.

Je vais essayer de reformuler. On a vu (et démontré) que si en C il y a un miroir réfléchissant, alors le photon ne peut être detecté qu'en X. Donc miroir réfléchissant=>détection en X. A=>B est équivalent à nonB=>nonA. D'où Pas de détection en X (détection en Y) => Pas de miroir réflechissant en C (détecteur). (voilà pour le premier 'donc'). Maintenant, le point est : le détecteur n'a rien detecté, cela veut dire que rien de "réel" n'est passé par C (le détecteur est sensé fonctionner à 100% dans cette expérience de pensée). Dans ces conditions, comment le photon "sait-il" qu'il y a un détecteur en C ?? Il semble bien qu'il suffise que en C il y ait quel que chose qui POURRAIT détecter le photon, pour que cela influe sur le résultat de l'expérience.

En fait, l'expérience est la même si, en C, il y a un miroir réfléchissant associé à un détecteur (miroir "tremblant"). Si l'expérimentateur branche le détecteur, la détection en Y devient possible (et en cas de détection en Y, le miroir n'a alors PAS TREMBLE). S'il débranche le détecteur (le miroir ne "tremble" plus), le photon ne sort qu'en X. La POTENTIALITE du tremblement suffit. --Jean-Christophe BENOIST 5 février 2006 à 20:16 (CET)

(le facteur -2 étant physiquement sans signification)

Pourquoi sans signification ? Avec $-2=\|-2\|e^{i\pi }$, ça ne ferait pas un déphasage de 1/2 ($=\pi /(2\pi )$) de longueur d'onde ? Et le 2 ne viendrait-il pas du fait qu'au dispositif B, la probabilité (et donc la norme) soit de 0.5 : $|AB\rangle =0.5|BC\rangle +0.5i|BD\rangle$ ?

Désolé, c'est peut-être stupide, mais je ne m'y connais pas en physique quantique ;)

--CRicky 12 octobre 2006 à 17:52 (CEST)

En physique quantique, le vecteur $|\psi \rangle$ et $\alpha |\psi \rangle ,\alpha$ étant un scalaire réel ou complexe, représentent rigoureusement le même état quantique. On raisonne toujours en vecteurs normés. --Jean-Christophe BENOIST 12 octobre 2006 à 22:48 (CEST)

"Un photon unique est émis par la Source A. On peut démontrer (et vérifier expérimentalement) que seul le détecteur X enregistre la sortie du photon de ce dispositif."

Bha, je comprend pas comment les lois de la physique quantique font que seul X peut intercepter un photon. Et je comprend pas le probleme qui intervient en E. Merci d'avance.

La démonstration est à la fin de l'article. Le détecteur Y ne détecte jamais le photon car il y a interférence destructrice en E (c'est cela le "problème"), entre les deux états superposés du photon. Cordialement. --Jean-Christophe BENOIST 14 octobre 2006 à 21:28 (CEST)

Si j'ai bien comprit, Pour etre intercepté par Y le photon doit subir 3 dephasages, Et par X seulement 2. Et si j'ai bien compris l'interference dans le cas de deux ondes dephasé, si le photon " veux " aller en Y, il y a interference destructive. Mais dans ces cas la , ca veut dire il ya une interference entre les deux alternative du photon. Donc, si X intercepte toujours un photon on doit envisager deux choses abstraite : la cas ou on a une interference entre les phase differentes du meme photon, et le cas ou les deux cas du photon ont la meme phase. Donc notre photon, il peut emprunter 4 chemin different, et non pas deux, mais cependant il ne sont associable que deux a deux. Alors, c'est faux ou exact ? Merci

Tout va très bien, et je suis d'accord avec ce que vous dites jusqu'à "... il ya une interference entre les deux alternative du photon.". Après, je ne comprend pas bien ce que vous voulez dire. Il n'y a qu'un seul cas : les deux cas du photon ne sont toujours en opposition de phase en E. --Jean-Christophe BENOIST 14 octobre 2006 à 23:39 (CEST)

Mais du coup je comprend pas, s'il ya qu'un seul cas ou il y a interference en E, alors il y a toujours interference destrucive, et dans ce cas je sais pas si X intercepte un photon, ou si ni X ni Y n'en intercepte. Si X en intercepte un, je ne comprend pas. Sinon selon moi il se dessine quatre chemins empruntables different pour le photon apres E, pour seulement deux destinations avec toujours la fait que vers Y le nombre de dephasage est impaire, et est pair vers X. En fait la question que je me pose, est si en E il faut visualisé l'interference, avant ou apres, la redirection ou non du photon par le mirroir. Parce que si la reponse est avant, on obtient forcement une interference destructive, mais est ce que cela veut dire que notre photon disparait après cela ? Encore chaleureusement Merci.

L'interférence en E détruit la probabilité d'aller vers Y et rend certaine la probabilité d'aller vers X. Elle n'est donc pas entièrement destructive comme je l'ai laissé entendre, je m'en rend compte. D'où peut être votre incompréhension. Il y a sans doute dans votre raisonnement d'autres sources d'erreurs, par exemple vous dites "Pour etre intercepté par Y le photon doit subir 3 dephasages, Et par X seulement 2.". Non. Pour être intercepté par Y (avec une proba de 50%), l'interférence doit disparaitre en E, c'est à dire que la fonction d'onde doit être effondrée en E, et non superposée. Cela n'a rien à voir avec le nombre de réflexions. Le nombre de réflexions joue quand il y a interférence uniquement.

--Jean-Christophe BENOIST 15 octobre 2006 à 17:46 (CEST)

Suite géométrique

« En itérant le processus, en remettant en jeu les bombes n'ayant pas explosé et associées à une détection en X, on peut certifier jusqu'à 1/4 + 1/8 + 1/16 ... = 1/3 des bombes initiales. » Le calcul me laisse rêveur. Sont-ce les mystères de la mécanique quantique qui vont jusqu'à tordre les principes des mathématiques les plus élémentaires ?
--Gloumouth1 28 février 2007 à 14:19 (CET)

Oui en effet, il y a problème. La suite n'est pas la bonne. Je vais corriger. En tout cas cela ne change absolument rien au fond : on peut certifier une proportion non-nulle (et non négligeable) de bombes. Cordialement. --Jean-Christophe BENOIST 28 février 2007 à 14:43 (CET)

Démonstration : le nombre i

Bonjour, il y a quelque chose que je ne comprends pas dans la démonstration : "Le nombre i (i² = -1) représente le décalage de 1/4 de longueur d'onde". Je ne pige pas pourquoi on balance ce i, en fait, je ne comprends pas en quoi il est représentatif du décalage de longueur d'onde et je ne comprends pas sa valeur. C'est certainemet tout bête mais comme je ne m'y connais pas... Merci d'avance

Voilà la raison. Le vecteur d'onde $|\psi \rangle$ est une solution de l'équation de Shrödinger, qui admet une forme générale $u(\mathbf {x} ,t)=e^{i{(\mathbf {k\cdot x} }-\omega t)}$ (voir paquet d'onde). Or $ie^{i\theta }=e^{i\pi /2}.e^{i\theta }=e^{i(\theta +\pi /2)}$ d'où le déphasage de 90°. Cordialement --Jean-Christophe BENOIST 12 juillet 2007 à 17:29 (CEST)

Merci, on peut dire que ça répond à ma question, mais qu'en même temps ça en pose d'autres ;) : On part donc de $|\psi \rangle$qui correspond je suppose dans notre expérience à un de nos vecteur par exemple $|BD\rangle$. On passe ensuite à l'equation de Shrödinger $u(\mathbf {x} ,t)=e^{i{(\mathbf {k\cdot x} }-\omega t)}$, ça veut je suppose dire que $u(\mathbf {x} ,t)$ correspond à notre $|BD\rangle$ ? Ensuite on part de $e^{i{(\mathbf {k\cdot x} }-\omega t)}$ et juste après on arrive à $ie^{i\omega }$. je ne comprends pas très bien ce qu'il s'est passé entre les deux, où sont passés k.x et -t dans l'exposant du e. Et enfin je ne compends pas pourquoi le i se transforme en $e^{i\pi /2}$. Je suis désolé de vous embêter, en fait je n'ai peut-être tout simplement pas assez de connaissances pour comprendre.

Oui, $|\psi \rangle$ est une notation générique pour un état quantique quelconque, et correspond effectivement par exemple à $|BD\rangle$. Il ne faut pas s'attacher aux détails : j'ai juste voulu dire que la fonction d'onde prend typiquement une forme exponentielle. L'expression compliquée $e^{i{(\mathbf {k\cdot x} }-\omega t)}$ peut être vue (de loin) comme $e^{i\theta }$, et cela suffit pour comprendre (je n'aurais pas du réemployer $\omega$, ce n'est pas le même. C'est ça qui a du vous embrouiller. J'ai corrigé ci-dessus). Donc, si on dit que (vu de loin) $|\psi \rangle =e^{i\theta }$, alors le reste suit ($e^{i\pi /2}=i$, voir Formule d'Euler). Cordialement --Jean-Christophe BENOIST 12 juillet 2007 à 22:55 (CEST)

Ok, parfait maintenant j'ai compris. Et désoé pour la formule d'euler j'aurais du y penser tout seul. En tout cas ça valait le coup de demander plutôt que de rester ignorant, encore merci de votre patience

Est-ce que les détecteurs de votre expérience "consomment" les photons ?

Vous dites : « D'où Pas de détection en X (détection en Y) => Pas de miroir réflechissant en C (détecteur). (voilà pour le premier 'donc'). Maintenant, le point est : le détecteur n'a rien detecté, cela veut dire que rien de "réel" n'est passé par C ». Mais je crois comprendre d'après le schéma que le photon peut arriver en Y sans passer par C : ce détecteur n'est pas un miroir, il "consomme" le photon, non ?

Il me semble donc que si on met en C un détecteur à la place du miroir, le photon arrivant en C ne sera pas réfléchi vers E, mais consommé. On a alors un cas qui me semble limpide : - le photon a 1/2 chances de passer à travers B et d'arriver en C, et d'être stoppé. - le photon a 1/4 chances d'être réfléchi par B, D, et de passer à travers E, et d'arriver en X. - le photon a 1/4 chances d'être réfléchi par B, D, et d'être réfléchi par E, et d'arriver en Y.

Il me semble que la même chose se passerait si en C il n'y avait rien, et que le photon y arrivant continuait sa route horizontalement. Pouvez-vous m'éclairer sur ce point ?

Compréhension

Bonjour,

je n'ai jamais fait de mécanique quantique mais j'essaie quand même de comprendre cet article. Néanmoins et en dépit des quelques explications présentes dans la page de discussion je ne comprends toujours pas.

Je ne comprends pas ce que l'expérience démontre. Et la phrase obscure - qui n'a pas été modifiée dans l'article - ne me dit rien. Pour être précis en quoi le résultat est-il plus profond - ce dont je ne doute pas - que le simple fait que de dire que pour savoir si une porte est ouverte on est pas obligé d'essayer de passer à travers, on peut aussi détecter les courants d'air ?

En outre suite aux explications de la page de discussion il y a quelque chose que je ne comprends plus dans la démonstration du fait qu'en présence du miroir il n'y a que la détecteur X (ou Y je sais plus) qui puisse capter le photon. Si les fonctions d'ondes sont des éléments d'un projectif complexe, comment le raisonnement sur le déphasage d'un 1/4 peut-il fonctionner ? En d'autres termes, à quels moments doit-on considérer les fonctions d'ondes modulo constantes multiplicatives complexes et à quels moments on ne doit pas ?

Je pense que pour rendre l'article accessible - tout du moins à moi :D - il faudrait expliquer plus en longueur les implications de cette expérience.

Amicalement,

--Biajojo (d) 4 mars 2011 à 16:54 (CET)

Comment ferais-tu pour certifier les bombes (ou plutôt leur détonateur/détecteur) sans les faire exploser avec de la physique classique ? C'est cette différence fondamentale que l'expérience veut démontrer. Le problème d'Elitzur-Vaidman est justement une implication de l'expérience, qui se veut illustrative. Que pourrait-on ajouter pour améliorer la compréhension ? Je suis bien certain qu'il manque encore des éléments dans l'article pour le rendre clair, et c'est très bien que tu viennes apporter des remarques.

Je n'ai pas compris ce que tu veux dire dans ton troisième paragraphe. Pourquoi parles-tu de "doit" et "doit pas" ? Les règles sont appliquées systématiquement. Il faudrait que tu désignes un point précis dans l'article ou dans la discussion. Cordialement --Jean-Christophe BENOIST (d) 6 mars 2011 à 12:03 (CET)

Bonjour, sans vouloir offenser l'auteur l'article anglais est très compréhensible. Je ne suis pas expert et il est très possible que les effets d'interférence induisent les comportements cités, néanmoins je doute pas mal du déphasage de ${\frac {\pi }{2}}$ Tout simplement parce que mes souvenirs d'électromagnétisme me disent que le champ électromagnétique à la surface d'un conducteur parfait doit être nul. Donc si jai une onde incidente en $cos(\omega t)$ soit la partie réelle d'une exponentielle, il est bien facile de l'annuler avec une onde en $cos(\omega t+\pi )$, mais pas vraiment avec pi/2, après il existe certains matériaux, et certaines géométries qui induisent des déphasages plus complexes, mais de mémoire c'est ça. Meri de m'éclairer.Klinfran (d) 21 mars 2011 à 23:05 (CET)

La remarque est bonne. Je ne suis pas spécialiste de l'optique physique, et je ne m'étais pas posé cette question. Si je retourne à la source, Penrose justifie le décalage de pi/2 dans une note, de la manière suivante, que je me permet de recopier car elle répond totalement je crois à votre question :

« Le miroir "semi-argenté" le plus efficace ne serait en fait pas du tout argenté; ce serait un mince éclat de matériau transparent ayant juste la bonne épaisseur par rapport à la longueur d'onde de la lumière. Il remplirait sa fonction en faisant subir à la lumière une succession complexe de réflexions internes et de transmissions, de sorte que les rayons transmis et réfléchis aient la même intensité. En vertu de l'unitarité de la transformation résultante, il s’ensuivrait un décalage effectif d'un quart de longueur d'onde entre le rayon transmis et réfléchis, ce qui donne le facteur i requis. »

Penrose source cette note par l'ouvrage : Klein & Futrak Optics Wiley, N.Y. 2eme édition, 1986. Cordialement --Jean-Christophe BENOIST (d) 25 mars 2011 à 13:06 (CET)~

Merci!!Klinfran (d) 25 mars 2011 à 13:39 (CET)

Explications insuffisantes

Le raisonnement sur l'ajout du détecteur en C est incompréhensible. En fait quand on change le dispositif on change la fonction d'onde globale du système entier, le fait qu'il n'y ait plus de miroir réfléchissant en C suffit à expliquer la détection possible en X. — Le message qui précède, non signé, a été déposé par 88.142.205.101 (discuter)

Vous n'avez pas tort. Cet article est un des premiers que j'ai fait dans WP, et n'est plus du tout aux normes, pas sourcé (bien que très sourçable) etc.. Il faudrait que je le revoie entièrement. Sur ce point précis, je vais relire les sources, mais je pense que l'erreur est "Modifions ce dispositif pour que C soit maintenant un détecteur de photon, du même type que X ou Y.". En fait, cela devrait être "Modifions ce dispositif pour que C soit maintenant un miroir associé à détecteur de photon" (le photon est détecté s'il arrive sur le miroir). C'est d'ailleurs exactement le cas pour le problème de la bombe. Dans ce cas, la fonction d'onde n'est pas modifiée, sauf à considérer (et c'est d'ailleurs le cas) que le détecteur fait partie du système quantique et modifie la fonction d'onde. Mais c'est alors nettement moins intuitif. A suivre. --Jean-Christophe BENOIST (discuter) 15 mai 2017 à 22:00 (CEST)

Démonstration

Les 'vrais" miroirs C et D introduisent un déphasage différent de celui de A ou B (semi-transparent), il suffit que cela soit le même.--Mircobit (discuter) 2 septembre 2020 à 08:30 (CEST)