La superposition, encore
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2014
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LA SUPERPOSITION, ENCORE par Miles Mathis J’ai récemment reçu une question d’un lecteur concernant mon article sur la su- perposition : « J’ai étudié votre article (sur la superposition) et, selon moi, c’est sensé. Cependant, il existe d’autres cas de superpositions disponibles qui ne requièrent pas la mesure des spins x, y d’électrons. Par exemple, cette video sur Youtube montre une expérience bien connue de super- position utilisant des diviseurs de faisceau et des miroirs. Bien que je sois personnellement sceptique au sujet de l’argument “la même parti- cule en différents endroits en même temps”, j’ai du mal à trouver une meilleure explication. Voici donc ma question : comment expliquez- vous cette expérience particulière de superposition ? S’agit-il vraiment du même photon se trouvant en différents endroits ? ». LA SUPERPOSITION, ENCORE M. Mathis Ce dont parle ce lecteur, c’est d’une expérience où un faisceau de lumière est divisé, reflété symétriquement puis à nouveau divisé (voir le diagramme ci-dessus). Des détecteurs sont mis en place à l’endroit de la seconde division et nous avons de nouveau un grand et surnaturel « mystère ». Les magiciens sur Youtube proclament que ce résultat est dû au fait que le même photon suit deux chemins et interfère avec lui-même. C’est une question similaire à celle que j’ai résolue dans le premier article, mais ici les magiciens font varier l’installation afin de tromper le public.
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LA SUPERPOSITION,ENCORE
parMiles Mathis
J’ai rcemment reÇu une question d’un lecteur concernant mon article surla su-perposition: « J’aitudi votre article (sur la superposition) et, selon moi, c’est sens. Cependant, il existe d’autres cas de superpositions disponibles qui ne requirent pas la mesure des spins x, y d’lectrons. Par exemple, cettevideo sur Youtubemontre une exprience bien connue de super-position utilisant des diviseurs de faisceau et des miroirs. Bien que je sois personnellement sceptique au sujet de l’argument “la mme parti-cule en diffrents endroits en mme temps”, j’ai du mal À trouver une meilleure explication. Voici donc ma question : comment expliquez-vous cette exprience particulire de superposition? S’agit-il vraiment du mme photon se trouvant en diffrents endroits? ».
LA SUPERPOSITION,ENCORE
M. Mathis
Ce dont parle ce lecteur, c’est d’une exprience oÙ un faisceau de lumire est divis, reflt symtriquement puis À nouveau divis (voir le diagramme ci-dessus). Des dtecteurs sont mis en place À l’endroit de la seconde division et nous avons de nouveau un grand et surnaturel « mystre ». Les magiciens sur Youtube proclament que ce rsultat est dÛ au fait que le mme photon suit deux chemins et interfre avec lui-mme.
C’est une question similaire À celle que j’ai rsolue dans le premier article, mais ici les magiciens font varier l’installation afin de tromper le public. Quand je dis « magiciens »,je ne suis pas simplement sardonique. Il s’agit ici d’un vrai cas de prestidigitation, exactement comme le bonneteau. Les faux physiciens dtournent votre regard et, À la fin, vous ne pouvez plus dire oÙ se trouve le photon ou pour-quoi il se trouve lÀ. De la mme faÇon que personne, aussi intelligent soit-il, ne peut voir le trucage dans un bon tour de magie, pratiquement personne ne peut voir À travers toutes ces diversions et ces beaux discours qui constituent le baratin actuel sur la superposition.
Premirement, pour pouvoir rsoudre ce problme, nous n’avons pas À « mesurer » les spins des lectrons ou des photons. Il nous suffit d’attribuerdes longueurs d’onde aux particules, et le modle standard le fait djÀ. Les magiciens sur Youtube le font, et ils essaient mme de prouver une double existence en manipulant les longueurs d’onde (d’une manire trs dsordonne). Mais ils ne dfinissent pas assez soigneusement les longueurs d’onde, ce qui les force À rsoudre le problme en proposant l’impossible. Cela ne les gne pas de proposer l’impossible : en fait, ils adorent jouer aux magiciens. Ils adorent faire des miracles et poustoufler les spectateurs.
Mais rsolvons plutÔt le problme À l’aide de mcanismes. Nous savons que le premier diviseur de faisceau, S1, divise dans une proportion 50/50, car si nous dplaÇons les dtecteurs jusqu’À S1, ils nous le disent directement. Le deuxime diviseur, S2, est exactement comme le premier et nous devons donc nous attendre À ce que les dtecteurs placs À la fin nous donnent la mme division 50/50 (c’est ce que l’on nous affirme). Au lieu de cela, nous observons tous les photons en D2. Gros mystre.
Sur Youtube, ils nous l’expliquent de la faÇon suivante : si nous projetons les pho-tons un par un, un photon particulier prend les deux chemins et interfre avec lui-mme, l’empchant d’atteindre D1. Le problme avec cette explication, ce n’est pas seulement que le mme photon suit les deux chemins, bien que vous pour-riez penser que c’est suffisant pour disqualifier cette explication. L’autre problme est que si le photon particulier a interfr avec lui-mme, comment atteint-il D2? Nous avons un dtecteur en D2, vous vous rappelez ? La rponse standard consiste À dire que l’interfrence a lieu uniquement avec la moiti des photons qui passent directement À travers le diviseur, sur le chemin B. La moiti qui est dtourne se retrouve directement en D2.
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Donc, si un photon, le long du chemin B, passe directement À travers S2, il interfre avec lui-mme et ne va pas jusqu’en D1. Si un photon suivant le chemin B est dtourn, il n’a pas À interfrer avec lui-mme, et il va en D2. Si un photon sur le chemin A est dtourn en S2, il interfre avec lui-mme et ne se dirige pas vers D1. S’il passe À travers S2, il n’interfre pas avec lui-mme et va en D2. VoilÀ la rponse magique.
Non seulement cette rponse est beaucoup plus complexe qu’il n’est besoin mais elle est contradictoire. Le long du chemin A, l’interfrence a lieu du cÔt proche du diviseur. Le photon sur le chemin A ne passe pas À travers le diviseur : il attend que son jumeau passe À travers le diviseur sur le chemin B, et alors seulement l’interfrence est termine. Mais si le photon se meut sur le chemin B, il passe À travers le diviseur puis interfre avec lui-mme. L’interfrence a lieu les deux fois du cÔtÉ Adu diviseur. Non seulement les chemins ne sont pas symtriques mais il n’y a aucun moyen d’expliquer comment les photons savent s’ils sont les photons primaires ou bien les jumeaux. En d’autres termes, les magiciens de Youtube n’ont pas expliqu pourquoi l’interfrence a toujours lieu du cÔt A de S2. Pourquoi l’interfrence n’a-t-elle jamais lieu du cÔt B de S2 aprs que le photon sur le chemin A soit pass À travers S2?
De plus, vous pouvez constater qu’ils doivent faire passer chaque photon sur les deux chemins À chaque fois, juste au cas oÙ ce serait ncessaire. C’est ce que signi-fie la proposition de sommation de Feynman. Chaque photon suit tous les chemins possibles puis nous faisons les maths À la fin afin d’liminer les longueurs d’onde et de dcider oÙ les particules seront dtectes. Mais si c’est le cas, pourquoi les particules jumelles ne sont-elles pas dtectes lorsque les dtecteurs sont en S1? En d’autres termes, une fois qu’ils ont expliqu l’action du diviseur et des photons en S2, ils doivent revenir en arrire et examiner si cela fonctionne en S1. Nous obtenons la proposition selon laquelle tous les photons suivent les deux chemins. S’ils se trouvent sur les deux chemins, pourquoi les dtecteurs en S1 mesurent-ils une division 50/50? Pourquoi les dtecteurs dtectent-ils les particules primaires mais pas les jumelles?
Cette explication dcide que le photon suit les deux chemins dans le deuxime cas, oÙ les dtecteurs sont en S2, mais elle ne dsire pas que le photon suive les deux chemins lorsque les dtecteurs sont en S1. Si le photon se trouve sur les deux chemins, alors les deux dtecteurs en S1 devraient dtecter tous les photons. Oui, logiquement, nous devrions dtecter 100% plus de photons que de photons mis, puisque nous dtecterions À la fois les particules et leurs jumelles.
L’explication magique actuelle veut donc non seulement nous faire croire que le photon prend les deux chemins mais elle veut nous faire croire galement qu’il se trouve sur le chemin et qu’il ne se trouve pas sur le chemin. Il est sur le chemin lorsque nous dsirons qu’il s’y trouve afin qu’il interfre avec lui-mme, mais il n’est pas sur le chemin lorsque nous ne voulons pas qu’il interfre. L’explication actuelle n’est pas un miracle, ce sont deux miracles empils l’un sur l’autre.
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La partie amusante est que les magiciens de Youtube vous disent la bonne rponse mais qu’ils dtournent votre attention pour que vous ne notiez pas qu’elle est suffi-sante, sans interfrence. Ils admettent que chaque dtournement va dcaler l’onde de 1/4 de longueur d’onde. Si l’onde passe directement À travers un diviseur, elle n’est pas dcale. Donc, pour atteindre D1, l’onde est soit dcale trois fois sur le chemin A, soit elle est dcale une seule fois sur le chemin B. Afin de pouvoir atteindre D2, l’onde est dcale deux fois sur chaque chemin. Cela nous dit im-mdiatement que l’exprience prfre des dcalages pairs. Nous devrions ds lors chercher À expliquer ce phnomne sans interfrence ou particules doubles.
Le diviseur, dont nous nous attendions À ce qu’il fonctionne de la mme manire dans les deux positions, ne fonctionne pas de la mme manire dans les deux po-sitions. En S1, il laisse la moiti des particules passer. En S2, il laisse passer toutes les particules sur le chemin A et aucune particule sur le chemin B. Pourquoi?
La rponse est encore plus simple que ma rponse concernant le problme des dtecteurs en srie de mon premier article. Comme dans cet article, le premier diviseur agit comme un polarisateur. Il trie les photons provenant de l’metteur. Tous les photons suivant le chemin A possdent la mme orientation, et de mme pour B. Ils suivent le chemin qu’ils suivent parce qu’ils ont ragi de la mme faÇon au matriel en S1. Les photons sur le chemin A sont tous quivalents en orientation mais ils se trouvent en orientation oppose par rapport aux photons sur le chemin B.
Ceci signifie que le diviseur en S1 et le diviseur en S2 s’occupent de groupes diff-rents, et nous ne devrionspasnous attendre À ce que le diviseur agisse de la mme manire aux deux endroits. Le premier problme, ds lors, est quenous nous at-tendonsÀ ce qu’ils devraient agir de la mme manire. Les magiciens nous disent que, logiquement, on prvoit que le diviseur doit agir de la mme manire aux deux endroits, mais c’est faux. C’est soit un mensonge soit une erreur vraiment grosse et vraiment vidente.
Le diviseur en S1 reÇoit un groupe de photons mlangs, venant d’une direction. Le diviseur en S2 reÇoit deux groupes de photons polariss, venant de deux direc-tions, et chaque groupe est oppos À l’autre groupe.
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Montrons-le plus en dtail, mais toujours trs simplement. Disons que les photons peuvent soit tourner autour d’un axe vertical ou autour d’un axe horizontal relati-vement au premier diviseur. En d’autres termes, si nous simplifions le photon sous forme d’un cercle, celui-ci tourne soit autour de l’axe 1–3, soit autour de l’axe 2–4. Tous nos photons mis sont soit 1–3, soit 2–4. S’il sont 2–4, le diviseur les laisse passer sur le chemin B, sans dviation. S’ils sont 1–3, le diviseur les dvie vers le chemin A. Mais en les dviant, le diviseur les fait tourner de 1/4 de tour, comme les magiciens de Youtube nous le disent et comme ils l’ont lu sur l’internet. Ceci signifie que le nombre 2 est en tte le long des deux chemins. Lorsque les parti-cules sont tournes par les miroirs, chacune d’entre elle est dcale d’un quart de tour, de faÇon À ce que le nombre 4 se retrouve en tte le long des deux chemins. Les miroirs sont eux-mmes opposs en orientation, et donc nous tournons la par-ticule B dans un sens direct mais la particule A dans un sens rtrograde. Mais sur le chemin A, la particule tourne toujours autour de l’axe 1, et sur le chemin B, la particule tourne toujours autour de l’axe 2. Les particules approchent ds lors le diviseur en S2 de la manire montre sur le diagramme suivant.
Les particules sur les deux chemins sont maintenant inverses par rapport À leurs orientations originelles, comme vous pouvez le voir. Le diviseur ragit donc À elles de la faÇon oppose, dviant la particule B et laissant passer la particule A.
Toutes les particules sur A sont les mmes, et donc le diviseur les lit de la mme manire, les laissant toutes passer. Toutes les particules sur B sont les mmes, et donc le diviseur les lit de la mme manire, les dviant toutes. Trs simple. Pas mystrieux du tout.
Non seulement il existe une explication mcanique mais l’explication est trs ra-pide et transparente, amenant À des diagrammes simples. Nous n’avons aucun
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M. Mathis
besoin d’interfrence, de particules doubles ou de chemins multiples. La vido sur Youtube vous fait savoir que la seule faÇon d’expliquer l’absence de dtection en D1 est une interfrence, mais je viens de dmontrer que c’est faux. L’expert dans la vido vous demande galement de lui faire confiance, mais c’est lÀ un trs mauvais conseil. N’ayez jamais confiance en personne, et encore moins en un scientifique. La science n’est pas une affaire de confiance, c’est une affaire d’explications lo-giques et physiques.
Bien sÛr, ceci dtruit une fois de plus l’Interprtation de Copenhague et 90 ans de physique. Les physiciens quantiques nous ont assur que cela ne pouvait pas tre ralis. Ils nous ont assur qu’aucune rponse logique ne pouvait tre donne et qu’aucun diagramme ne pouvait tre dessin. Je leur ai donn une rponse logique et leur ai dessin un diagramme, comme vous pouvez le voir avec vos propres yeux.
Certaines personnes vont se plaindre que mon explication exige du spin tandis que la thorie actuelle donne une onde au photon, pas un spin. Je rponds À cela que Ça n’a pas d’importance, d’une manire comme d’une autre. Je crois que le photon possde un spin et j’ai donn une preuve thorique et physique de ce que j’affirme ailleurs, mais l’explication dans cet article-ci n’exige pas que vous y croyiez. Le spin dans cette explication-ci me permet simplement de montrer l’onde plus ais-ment. L’explication standard de la superposition vient de Feynman, et il est fort probable que ces gens sur Youtube lisent, durant leur vido, quelque chose prove-nant de Feynman, en dehors de l’internet. Eh bien, Feynman a galement invent une chose appele « la mthode rduction–rotation »,que je dtruis dans un autre article. Pour illustrer l’onde, Feynman utilise des petites horloges, comme je le fais ici. Il trace un cercle associ À des nombres pour reprsenter l’onde lors du mouve-ment du photon. Il n’appelle pas cela une onde, c’est vrai, mais Ça fonctionne exac-tement comme mon onde ici. Sa mthode fonctionne prcisment parce qu’elle re-flte mon mcanisme. Eh bien, interprtez ces petits cercles comme reprsentant des ondes si vous voulez, plutÔt que des spins. Des spins crent des ondes directe-ment ;ils sont donc trs pratiques pour illustrer des ondes, mme si vous n’aimez pas les spins. Si vous ne dsirez pas assigner des ondes aux spins, c’est OK pour moi. Assignez-leur des oscillations, des sauts, des hoquets ou rien du tout. Je m’en fiche. L’important, c’est que j’ai rsolu le problme avec des diagrammes, mca-niquement, sans interfrence, sans particules fantÔmes, sans chemins multiples, sans forces tranges et sans mystification ni magie.
Et finalement, comme bonus, je vous offre le fait que l’explication actuelle de la superposition, qui utilise de la lumire qui interfre avec elle-mme, contredit l’ex-plication courante de l’Effet Sagnac. Wikipdia admet que les maths de l’interf-rence de Sagnac sont les mmes avant et aprs la Relativit. La physique classique fit les mmes prdictions que la physique post-classique concernant cet effet. Et, du fait que l’Effet Sagnac avait djÀ une explication et des maths satisfaisantes avant la physique quantique, il ne requrait pas le type d’explications qui ont t
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inventes pour la superposition, ceci malgr le fait que les deux expriences pos-sdent beaucoup de choses en commun, comme vous pouvez le constater : elles utilisent des miroirs, des diviseurs de faisceau (un miroir semi-rflchissant est une sorte de diviseur) et des circuits carrs. La raison pour laquelle l’explication actuelle contredit l’Effet Sagnac est que, pour tre consistants, nous devons appor-ter l’explication quantique dans cette exprience galement. Nous ne pouvons pas avoir de la lumire interfrant avec elle-mme dans certains cas et qui n’interfre pas avec elle-mme dans d’autres cas similaires, juste pour satisfaire des thori-ciens peu scrupuleux. Si la lumire prend tous les chemins possibles, pourquoi ne le fait-elle pas dans l’exprience de Sagnac? Si nous laissons la lumire prendre les deux chemins dans l’exprience de Sagnac, nous ruinons immdiatement nos maths et notre explication. PlutÔt que d’obtenir de la lumire lÀ oÙ nous en avons besoin, nous obtenons de la lumire lÀ oÙ nous n’en avons pas besoin. Nous obte-nons trop de lumire sur les deux chemins, et le rsultat est soit une annulation totale soit un norme gáchis. C’est le problme avec tellement de thories actuelles improvises : elles se rapportent trs spcifiquement À certains problmes, et les magiciens esprent que vous n’essayerez pas de les universaliser et de les appliquer À des problmes similaires parce que, si vous le faites, vous vous rendez compte qu’elles sont compltementad hocet ds lors physiquement fausses.
Pour en savoir plus À ce sujet, vous pouvez liremon article sur l’intrication, oÙ j’analyse et rsous le problme en utilisant une astuce de Feynman et mes qua-tions de spin quantique.
Plus rcemment, j’ai explos lestests sur les ingalits ribles trucages mathmatiques qui se trouvent au cœur Il ne reste de l’intrication que des lambeaux.
Addenda, juillet 2011 :
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de Bell, dvoilant les hor-mme de ces expriences.
Un lecteur m’a demand pourquoi je n’ai pas mis au point des expriences pour prouver ma thorie, et j’ai rpondu que ce n’tait pas ncessaire. Les expriences ont djÀ t ralises; elles n’ont simplement pas t interprtes correctement. Un exemple supplmentaire est l’exprimentation appele «gomme quantique», par laquelle des motifs d’interfrences peuvent tre «r-ajouts »dans une exp-rience qui les avait « perdus ». C’est ralis À l’aide d’une polarisation supplmen-taire ou en faisant dvier les photons d’un angle de 45. Mais bien entendu, qui-conque ayant compris mon argumentation ici ralisera que la gomme quantique est une preuve de plus de mon mcanisme. Une fois que l’on donne aux photons des spins rels, nous pouvons expliquer toutes ces expriences sans grand effort. Afin de comprendre ce que je veux dire, vous pouvez regardercette autre vido sur Youtube, oÙ le commentateur Ron Garret parle de la polarisation des photons
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M. Mathis
individuels, de photons haut et bas, etc. Bien sÛr, cela pose une trs importante question À laquelle il ne rpond jamais et qu’il n’adresse mme pas :comment des photons, qui sont des particules-points dans les maths de jauge, sans extension et sans masse, peuvent-ils tre diffÉrenciÉs?bas »enhaut »ou «Qu’est-ce qui est « eux ? Commentle polarisateur les trie-t-il, et plus spcialement lorsqu’ils voyagent un par un? De cette manire, nous pouvons nous rappeler que la polarisation elle-mme est une preuve de ma mcanique. Une particule-point ne peux pas tre polarise.
On me dira que c’est l’onde qui est polarise, pas la particule, mais c’est juste esquiver la question pose, une fois de plus. Ni l’ancienne mcanique quantique ni aucune de ses mises À jour ne se soucient jamais de nous expliquer comment des particules-points sans rayon peuvent crer des ondes ou se dplacer dans un mouvement d’onde. Ma mcanique l’explique, mais elle exige un photon poss-dant un rayon et plusieurs spins empils. Sans eux, les physiciens mainstream ne peuvent faire autrement qu’ignorer cette question de base. Je vous ai djÀ dit pourquoi ils font ces choses dans environ une centaine d’articles : ils se cachent derrire les maths. S’ils revenaient À de la mcanique et vous laissaient examiner ces questions en pleine lumire, leurs fameuses maths commenceraient À fondre. Ron Garret appelle le carr de l’amplitude dans l’quation « un bidouillage », mais en ralit toutes les maths sont bidouilles de haut en bas, comme je l’ai montr.
Une fois encore, ce qui doit tre retenu de cet addenda est que la polarisation et la superposition constituent des preuves d’un spin rel du photon. Pour crer des gommes quantiques et des choses comme Ça, chaque photon individuel doit pos-sder une longueur d’onde. Je rpte : pas seulement le front d’onde ou le paquet d’ondes, maischaque photon individuel. Ceci doit signifier que les polarisateurs agissent sur des photons individuels, pas sur des fronts d’onde ni sur des champs de photons. Et pour que cela soit possible, chaque photon doit possder un rayon. Un photon sans masse et sans rayon est indiffrentiable. En d’autres termes, il n’existe aucun moyen, pour un polarisateur, pour tout autre dtecteur ou pour un filtre, de reconnatre un photon d’un autre. Et ceci signifie que les photons doivent possder une masse et un rayon. Et ceci signifie que les maths de l’ÈDQ, telles que nous les connaissons, font la culbute. Ron Garret pense qu’il mrite un Prix Nobel pour avoir not que l’intrication est une mesure, mais il ne prend pas note que l’ÈDQ a besoin de quelque chose de plus qu’un ajustement. Elle a besoin d’un remaniement complet, depuis les fondations. Nous devons nous dbarrasser de toutes les maths et de toutes les thories et recommencer tout depuis le dbut.
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Traduction : Bahrmanou 19 juillet 2014
