L'expérience de la gomme quantique à choix retardé...

L’ extraordinaire expérience de la gomme quantique à choix retardé est une expérience de physique quantique qui prolonge celles  de Thomas Young*  (1801) et aussi celle d'Alain Aspect (1980) en y introduisant ce qui semble être une rétroaction dans le temps.
Elle fut proposée en 1982 par Marlan Scully et Kai Drühl.


Pour mémoire "l'expérience des fentes de Young" illustre la dualité onde-particule : les interférences montrent que la matière ( photons, électrons, neutrons, atomes, molécules,) présente un comportement ondulatoire, mais la façon dont elles sont détectées (impact sur un écran) montre leur comportement de particules (discontinues).


1/ Pour bien saisir, il faut d' abord se remémorer cette variante "aux miroirs" de l'expérience des fentes de Young :

Le photon émis a 1 chance sur 2 de traverser A (pour aller par B, en I)  et 1 sur 2 de se réfléchir en A (pour aller par C en I).

On ne sait pas quel chemin il a pris dans ce cas , et on observe une figure d'interférence en I. C'est à dire qu'il s'est comporté comme une onde.

Jusque là tout va bien.

2/ Si on ajoute des détecteurs de photons à ce schéma d'expérience pour savoir quel chemin a pris le photon:

Le fait d'ajouter des détecteurs (on sait s' il est passé par B ou par C) fait effondrer l'état quantique, il n'y a plus d'onde, plus d'interférence.

Le convertisseur bas est un appareil qui, à partir d'un "photon en entrée", crée deux "photons en sortie", intriqués, (et de longueur d'onde double par rapport au photon en entrée). Ces convertisseurs ne détruisent pas l'état quantique du photon, car ils ne font  pas de "mesure".

Plus précisément 1 des deux "photons de sortie" est détecté, l'autre pas, mais comme ils sont intriqués, on sait par où est passé le "photon d'entrée".

C'est là qu'intervient la redoutable habileté de cette expérience ...

3/  On ajoute des miroirs semi-réfléchissants en E et D devant les détecteurs  K et J. Le photon 1 fois sur 2 traverse et se fait détecter. Une fois sur 2 il est redirigé par réflexion vers F, quatrième miroir semi-réfléchissant du montage, la clef de ce gommage quantique.

Qu'il vienne de E ou de B, le photon en F traversera 1 fois sur 2, et sera réfléchi 1 fois sur 2. De ce fait, les deux détecteurs H et G, détecteront des photons venus indifféremment de E ou de D sans que l'on puisse le préciser. Le miroir semi-réfléchissant F , imaginé par Scully  est la gomme quantique: il détruit l'information permettant de savoir par quel chemin est passé le photon.

Il est crucial de noter que les photons qui percutent la plaque photographique en I, le font AVANT que leur jumeau intriqué ne parvienne soit en J/K, soit en G/H.

Constatations:

-Une moitié des photons arrivent en K ou J, (chemin connu par la détection) et on vérifie qu'ils n'ont pas donné d'interférence en I. L'autre moitié arrive en G ou H (sans que l'on connaisse leur chemin malgré la détection)  et on voit qu'ils ont produit une figure d'interférence en I.

-Le résultat enregistré en I est  fixé AVANT que le photon témoin n'ait été détecté en J/K (chemin connu, pas d'interférence) ou en G/H (chemin indéterminé , interférence).

Comment le photon atteignant I peut-il savoir que son jumeau intriqué sera détecté plus tard en J/K ou non ?

Telle est la question essentielle de cette expérience.

Il semble se comporter irréversiblement, à un instant précis (en I), en fonction de ce qui sera déterminé par hasard un certain temps plus tard (en G/H ou J/k), donc dans le futur,.



***

Page Wiki sur cette expérience.



Une nouvelle version de cette expérience a été réalisée en utilisant des satellites dans l'espace, sur lesquels des photons issus d'un laser ont rebondi.

La distance qu'ils ont parcourue dans l'expérience est de l'ordre de 3.500 km et pourtant, les résultats obtenus sont toujours conformes aux prédictions de la mécanique quantique.

***

* Pour se remémorer l'expérience des fentes de Young.



blog source
 
Appendice:
Exemple: interférences à la surface de l'eau
 

Technologies venues d'ailleurs

Secret de polichinelle.
En décembre 2017, une enquête du New York Times avait déjà révélé l’existence d’un programme de recherche sur les Objets Volants Non-Identifiés. (Ce programme était financé sur fonds secrets entre 2007 et 2012 à hauteur de 22 millions de dollars par an.)
Il est admis officiellement que la fin des financements publics spécifiques n’a pas mis un terme aux recherches en 2012.

En 2018 le ministère américain de la Défense a déclassifié deux vidéos d’ovnis prises par des pilotes de la Navy et observées par de nombreux témoins à bord du porte-avions.





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(A mettre en perspective avec les avancées technologiques russes en matière de missile.)

source de l'article sur l' INREES (L'inexploré n° 44 Technologie venues d'ailleurs par Aurélie Aimé)

Faut-il être hérétique pour innover?

Jean-Marie Souriau le prince des Maths accompagné de son ami Jean-Pierre Petit et ses idées visionnaires qui dérangent tout le "microcosme" scientifique. Ainsi que Jacques Benveniste...

Festival Science Frontières 2000 à Cavaillon

Sérendipité

Sérendipité...

La sérendipité  est la  démarche ou l'état d'esprit qui consiste à trouver quelque chose d'intéressant de façon imprévue, en cherchant (ou pas) tout autre chose.
Cette approche "heuristique" est bien sur éternelle mais le mot lui-même est relativement récent.


Il provient de l'anglais "serendipity" mot créé par Horace Walpole (considéré aujourd'hui comme le précurseur du roman gothique et du conte absurde) en 1754 dans une lettre à son ami Horace Mann.
Il y cite un conte persan, les Trois Princes de Serendip, publié en Italie en 1557.
(Serendip est le nom du Sri Lanka en vieux persan)

Dans cette histoire  le roi de Serendip envoie ses trois fils à l'étranger parfaire leur éducation.
Ils y connaissent de nombreuses aventures au cours desquelles, ils utilisent des indices infimes grâce auxquels ils reconstituent par déduction des faits dont ils ignoraient tout.
Ils y décrivent par exemple avec précisions un chameau qu'ils n'ont pas vu : " J'ai cru, seigneur, que le chameau était borgne, en ce que j'ai remarqué d'un côté que l'herbe était toute rongée, et beaucoup plus mauvaise que celle de l'autre, où il n'avait pas touché ; ce
qui m'a fait croire qu'il n'avait qu'un œil, parce que, sans cela, il n'aurait jamais laissé la bonne pour manger la mauvaise".

Walpole précise dans sa lettre que les jeunes princes font simplement preuve de sagacité, et que leurs découvertes sont purement fortuites.
Ce serait alors une autre version de la démarche déductive que décrit avec fascination Edgar Alan Poe, ou de celle d'un Sherlock Holmes.

Mais ce n'est plus tout à fait le sens qu'on y met aujourd'hui puisqu' on définit la sérendipité comme une découverte, provoquée par une attitude d'esprit, qui consiste à rebondir sur les conséquences d'une aventure, d'une rencontre, d'une recherche ou d'une expérience.
L'accent s'est donc déplacé de l'aspect déductif d'un raisonnement pointu vers l'aspect d' adaption aux circonstances, tout en revendiquant ces heureux hasards comme favorisés par un état d'esprit, qu'il s'agit d'adopter.
Certains considèrent qu'on ne peut parler de sérendipité que quand on cherchait bien quelque chose au départ, et que l'on reconnaît que ce qu'on a trouvé a plus grande valeur que ce que l'on cherchait.
Sérendipité ne veut pas simplement dire qu'on a de la chance, mais qu'on a également l'intelligence nécessaire pour reconnaître l'intérêt de ce qu'on a trouvé par hasard et pour l'exploiter.

L'homme qui est tourné vers la sérendipité, on le nomme inventeur, aventurier, créateur ou traqueur d'indices.
Il reconnait les anomalies, les incohérences subtiles, les infîmes différences ou les exceptions qui peuvent engendrer du neuf.
Selon un dicton connu, " des milliers de gens avaient déjà vu tomber des pommes avant Isaac Newton et aucun n'en avait imaginé pour autant la gravitation universelle ".
Pour Paul Valéry : " Il fallait être Newton pour apercevoir que la Lune tombe, quand tout
le monde voit bien qu'elle ne tombe pas".

Diverses définitions:
 Daniel B. Klein la définit ainsi:" La sérendipité est une découverte majeure qu'une personne ne recherchait pas, qui modifie sa propre interprétation de ce qu'il était en train de faire, et qui se révèle évidente au découvreur ".
En sociologie, il s'agit de l'observation d'une anomalie stratégique qui n'a pas été anticipée, et qui peut être " à l'origine d'une nouvelle théorie ".
D'après Yves-Michel Marti et Bruno Martinet:" la sérendipité est l'art de trouver la bonne information par
 hasard".
 Pasteur:"le hasard favorise l'esprit préparé".

Certains managers parlent de coïncidence, de contingence, d'autres de chance ou de hasard sans oublier la notion de foi.
La nature joue bien souvent son rôle (par l'eau,le feu,la neige,le chaud,le froid).
Dans d'autres cas, la fatigue ou le manque de concentration du découvreur déclenche l'effet de sérendipité.
(Par lapsus, rêve, coïncidence ou acte manqué notamment.)

-L'invention du Nutella, par exemple, est un effet de contingence en deux fois. Une première fois, les noisettes sont substituées au cacao, plus nombreuses dans la région concernée. La deuxième fois, l'inventeur bénéficie de la canicule qui fait fondre sa crème.

On a beaucoup étudié  la notion de sérendipité dans le management (matérialisme oblige), où le meilleur entrepreneur sera attentif à ce qui lui semble anormal.
Soit, parce que tous les éléments sont présents pour la réussite, mais rien ne fonctionne.
Soit, inversement (on appelle ça l'effet Merton), tout semble a priori concourir vers un échec, pourtant les résultats sont positifs.
Par exemple, un commercial n'a pas le look de l'emploi ou n'est pas à l'heure à ses rendez-vous mais pourtant il fait partie des meilleurs vendeurs. Quel est son truc ?
Toutes ces anomalies et  exceptions lorsqu'elles sont remarquées servent de bases d'inflexion à la réflexion de nouvelles découvertes.
Généralement, les organisations modernes essaient de découvrir ces anomalies ptentiellement fécondes d'inovation.

Par exemple, Arthur Fry de chez 3M s'interroge sur ce qu'il peut faire avec « une-colle-qui-ne-colle-pas », la réponse est le post-it.

En tant que processus de créativité, dans l'art ou les affaires, la sérendipité s'associe très bien avec d'autres méthodes :

le brainstorming d'Alex Osborn,
la synectique de William Gordon,
la pensée latérale d'Edward de Bono,
la carte mentale de Tony Buzan,
le «circept » ou concept circulaire de Michel Fustier,
les flashs d'intuitions,
les illuminations,
l'analyse,
l'improvisation,
les démarches oniriques,
l'identification,
la relaxation hypnagogique,
la méthode Triz qui propose, par comparaison ou benchmarking, de partir de ce qui a fonctionné ailleurs pour trouver une solution à son propre problème sans oublier les techniques projectives.

Être là au bon endroit (ou la synchronicité, comme la dénomme Carl Gustav Jung) joue aussi favorablement pour la sérendipité.
Comme la sérendipité ne peut pas être planifiée, les entreprises ne peuvent que créer les conditions favorables et vraisemblables à son émergence.
Mais pour les Grecs, ou toute une lignée d'artiste (surréalisme, mouvement Panique, improvisation, free jazz) cet état d'esprit est exactement ce qui définit le travail conscient de l'artiste:
créer le cadre, au travers duquel va jaillir l'inspiration, la création.

Selon les chercheurs Foster et Ford, l'interaction sociale entre des gens de différents types de connaissance peut être aussi bénéfiques. La proximité physique, la création de moments de contacts entre des personnes aux spécialités différentes et des filtres relais efficaces facilitent les découvertes accidentelles.

Les cadres marketing et commerciaux de la société Colgate Palmolive étaient réunis en séminaire spécial pour savoir comment accroître la vente des tubes de dentifrice. Plusieurs jours passèrent sans que d'idée n'émerge. Puis, un soir, épuisé et désabusé, un responsable demande à la femme de ménage qui passait par là pour nettoyer les bureaux, à une heure où d'habitude plus personne ne la voit, ce qu'elle ferait, elle, à sa place. Et, là un grand tonnerre de sérendipité s'abattit. "Vous n'avez qu'à élargir l'orifice d'ouverture !" Son idée permit de faire croître rapidement les ventes. En effet, les gens, habitués à une certaine pression sur le tube avait gardé leur geste quotidien et consommaient donc plus de dentifrice. CQFD.

 

 Le zapping et surf.
L'utilisation de la technologie, liée à la consommation des médias, est source de sérendipité : télécommande de la télévision, changement au hasard des stations de radio ou parcours de page en page sur internet.

En 2005, trois chercheurs australiens, LEONG Tuck W, VETERE Frank et HOWARD Steve, ont fait une étude sur l'impact du shuffling, à partir du livre de J. McCarthy et P. Wright (Technology as Experience). Ils mettent en valeur la sérendipité et l'apprentissage qu'ont les individus à interagir avec la technologie.

Certains fabricants comme Apple ont inséré dans leur produit (ipod), un procédé qui choisit au hasard des morceaux de musique sur une liste préétablie (bibliothèque musicale).
Selon leur étude, le shuffling provoque chez les interviewés, l'impression de surprises auditives « comme dans une caverne d'Ali Baba ». Ces  expériences ressenties reposent sur des aspects sensuels, émotionnels et d'imagination de dialogue. Ce procédé provoque ainsi plaisirs et dépendances car il met en relation le consommateur avec une découverte non anticipée et infinie.
C'était déja l'effet recherché dans certains jeux comme les cadavres exquis ou l'ouverture de livres au hasard.

 L’heure de l'ordinateur et de l’hypertexte.
Avec le développement des Technologies de l'information et de la communication, la sérendipité a pris une dimension toute particulière dans la recherche documentaire actuelle sur ordinateur et particulièrement sur Internet.

 Découvertes, inventions et vocations sérendipiennes:
La sérendipité remonte jusqu’à la création de l'humanité. La création du feu est-elle une découverte sérendipitienne ?

Les témoignages ou les documents nous manquent pour l'attester. Mais, on suppose que oui, soit par l'observation de la foudre ou de l'entrechoquement de deux silex. Le pain et le vin (vinaigre de xérès, vin de madère) sont aussi caution à l'interrogation de découvertes sérendipiteuses. Sur tous les continents, le phénomène de la sérendipité est présent.

Elle s'immisce là où on ne l'attend pas.

(note du 15/04/2009)

Expérimentation

Histoire des expérimentations menant à la découverte des spins et des supra-conducteurs durant l'épopée de la physique quantique (ayant mené notamment aux transistors, disques durs, IRM, laser etc...)

A partir de 8mn 47s à 1h 02mn

La ve secrète des arbres...

Bande annonce d'un film documentaire tiré de "La vie secrète des arbres"




Peter Wohlleben, forestier en Allemagne, a observé que les arbres de sa région communiquent les uns avec les autres en s’occupant avec amour de leur progéniture, de leurs anciens et des arbres voisins quand ils sont malades. Il a écrit en 2015 le bestseller La Vie Secrète des Arbres (paru en France en 2017)

"Le documentaire, long de 45 minutes, entraîne le spectateur en terre inconnue, sous le sol des forêts, où les racines des arbres forment un énorme réseau : « elles s’entremêlent et se connectent entre elles ». En s’échangeant des informations mais aussi certains éléments nutritifs, les arbres créent des logiques coopératives, même entre des espèces différentes. Ainsi, il peut arriver qu’un arbre aide un voisin plus faible, afin de l’aider à grandir. Ces nouvelles découvertes nous incitent non seulement à ne pas planter des forêts en monoculture, mais aussi à éviter d’abattre tous les arbres d’un même secteur en même temps."

En savoir plus

Sur les vaccins...

Note:
Fin des années 60, le rapport final de la Commission mondiale de l'OMS pour la certification de l'éradication de la variole notait :

« Les campagnes d'éradication reposant entièrement ou essentiellement sur la vaccination de masse furent couronnées de succès dans quelques pays mais échouèrent dans la plupart des cas. […]
En Inde, cinq ans après une campagne nationale d'éradication entreprise en 1962 (55 595 cas), le nombre de notifications était plus grand (84 902 cas) qu'il ne l'avait jamais été depuis 1958.
Il eût été extrêmement coûteux et logistiquement difficile, sinon impossible, d'atteindre des niveaux beaucoup plus élevés de couverture. Avec les moyens disponibles, il fallait absolument changer de stratégie. »

L'OMS change alors de stratégie en 1967, mettant en œuvre la « stratégie de surveillance et d'endiguement », qui consiste à isoler les cas et à vacciner tous ceux qui vivaient aux alentours de foyers d'épidémie. Une équipe internationale est constituée sous la direction de l'Américain Donald Henderson.
source directe (épuisée)
Sur wiki

>>> Il en ressort (d'après l'OMS elle même) que ce ne sont pas les campagnes de vaccinations massives qui ont fait cessé la variole (contrairement à ce qui est couramment répété) mais principalement une stratégie hygiéniste "de surveillance et d'endiguement" (ainsi que l'amélioration des conditions de vie).

Si vous vous posez des questions, sur la manière de réagir légalement au diktat vaccinal...
Comment négocier l'extravagante obligation vaccinale des enfants?
Ici

Une autre mathématique...

Une physique indéterministe pour un monde plus ouvert

Un physicien de l’UNIGE propose de changer le langage mathématique parlé par la physique classique pour faire place à l’indéterminisme et offrir un futur ouvert.

source: site de l'université de Genève

© DR

La physique classique est caractérisée par la précision de ses équations qui décrivent l’évolution du monde tel qu’il a été déterminé par les conditions initiales du Big Bang. Le hasard n’y a donc pas sa place. Pourtant, notre expérience quotidienne et notre intuition sont heurtées par cette vision déterministe du monde: tout est-il vraiment déjà écrit? L’aléatoire ne serait-il qu’une illusion? En analysant le langage mathématique classique utilisé en physique moderne, un physicien de l’UNIGE éclaire une contradiction entre les équations censées expliquer les phénomènes qui nous entourent et le monde fini. Il propose de changer de langage mathématique pour permettre à l’aléatoire et à l’indéterminisme d’entrer dans la physique classique, la rapprochant ainsi de la physique quantique. Ce commentaire, à lire dans la revue Nature physics, fait souffler un vent de révolution sur la physique classique, ouvrant la possibilité de futurs différents.

En physique classique, soit la physique de Newton, il est admis que depuis le Big Bang, tout est déjà déterminé. Les équations mathématiques servent à expliquer l’évolution du monde qui découlent de ces conditions initiales de la manière la plus précise possible. Pour ce faire, les physiciens utilisent le langage des mathématiques classiques pour décrire ces conditions initiales, en utilisant notamment les nombres réels. «Les nombres réels sont caractérisés par un nombre infini de décimales qui suivent la virgule, explique Nicolas Gisin, professeur honoraire au Département de physique appliquée de la Faculté des sciences de l’UNIGE et auteur de ce commentaire. Ils contiennent donc une quantité infinie d’informations.» Ces nombres réels typiques sont bien plus nombreux que les nombres qui ont un nom, comme Pi, et sont constitués d’une série de décimales complétement aléatoire. On ne les rencontre pas dans la vie de tous les jours, mais leur existence est un postulat accepté en mathématique classique et ils sont utilisés dans de nombreuses équations en physique. Problème: notre monde est fini, alors comment peut-il contenir des nombres qui eux, sont infinis et contiennent une quantité infinie d’informations?


Quitter le langage des mathématiques classiques pour le langage des mathématiques intuitionnistes

Pour contourner l’impossibilité que du fini contienne de l’infini, Nicolas Gisin propose de revenir à la source de la physique classique et de changer de langage mathématique, afin de ne plus devoir recourir aux nombres réels. «Il existe un autre langage mathématique, nommé intuitionniste, qui refuse l’existence de l’infini, s’enthousiasme le physicien genevois. Mais celui-ci a été complétement écrasé par le langage mathématique classique au début du XXème siècle.» A la place des nombres réels qui contiennent à l’instant T un nombre infini de décimales, les mathématiques intuitionnistes représentent ces nombres comme un processus aléatoire qui se déroule au cours du temps, une décimale après l’autre, de sorte qu’à chaque instant T, il n’existe qu’un nombre fini de décimales, et donc une quantité finie d’informations. «Cela résout la contradiction de la physique classique, qui utilise de l’infini pour expliquer le fini», ajoute-t-il.

Autre différence entre les deux langages mathématiques: la véracité des propositions. «En mathématique classique, une proposition est toujours soit vraie, soit fausse, selon le principe du tiers-exclu. Mais en mathématique intuitionniste, une proposition est soit vraie, soit fausse, soit indéterminée. Il y a donc une part acceptée d’aléatoire», continue Nicolas Gisin. Cet aléatoire se rapproche beaucoup plus de notre expérience quotidienne que le déterminisme le plus absolu prôné par la physique classique. De plus, on retrouve également l’aléatoire en physique quantique. «Certains tentent de l’éviter par tous les moyens en impliquant d’autres variables fondées sur les nombres réels. Mais selon moi, il ne faut pas chercher à rapprocher la physique quantique de la physique classique en tentant de supprimer l’aléatoire. Au contraire, il faut rapprocher la physique classique de la physique quantique en y intégrant enfin de l’indéterminisme», soutient le physicien genevois.


Une physique ouverte fondée sur l’intuition au lieu de postulats

Notre vision du monde est construite par le langage que l’on parle. Si l’on choisit le langage des mathématiques classiques, on parlera facilement le déterminisme. Si au contraire on choisit le langage des mathématiques intuitionnistes, on s’orientera aisément vers l’indéterminisme. «Je considère à présent que l’on a accepté trop de postulats en physique classique et qu’on y a, de ce fait, intégré du déterminisme qui n’avait pas forcément lieu d’être. Au contraire, si l’on choisit de fonder la physique classique sur les mathématiques intuitionnistes, elle deviendra également indéterminée, comme la physique quantique, et se rapprochera de notre vécu, ouvrant les possibilités de notre futur», explique Nicolas Gisin.

«Ce changement de langage ne changerait aucunement les résultats de recherches menés jusqu’à aujourd’hui, mais permettrait de comprendre plus facilement la physique quantique et de quitter enfin une vision du monde où tout est déjà écrit, pour laisser la place à de nouvelles perspectives, à l’aléatoire, au hasard et à la créativité», conclut Nicolas Gisin.

7 janvier 2020