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L'avenir peut-il affecter le passé? Ces expériences de physique démontrent comment

L'avenir peut-il affecter le passé? Ces expériences de physique démontrent comment

Nous savons tous que le monde quantique est étrange, mais à quel point est-il étrange que l'avenir puisse affecter le passé?

Indétermination C'est le fait qu'en mécanique quantique, peu importe ce que vous savez sur une particule quantique, vous ne pouvez pas prédire son état quantique tant que vous ne l'avez pas mesuré. Au lieu de cela, la mécanique quantique fournit les probabilités statistiques d'un état particulier.

Ceci est mieux résumé par le célèbre chat de Schrodinger dans une boîte, qui est dans un superposition, étant à la fois vivant et mort, jusqu'à ce que la boîte soit ouverte.

L'état d'une particule n'est pas seulement inconnu, c'est vraiment indéterminé jusqu'à ce qu'il soit mesuré. C'est l'acte de mesure lui-même qui force la particule, ou le chat, à s'effondrer dans un état défini.

La première expérience

Dans une expérience menée en 2015 à l'Université de Washington à Saint-Louis, une équipe a refroidi un simple circuit supraconducteur à près du zéro absolu afin qu'il pénètre dans l'espace quantique. Ils ont ensuite utilisé les deux niveaux d'énergie inférieurs de ce Qubit - l'état fondamental et un état excité - comme leur système quantique modèle.

Les règles étranges de la mécanique quantique stipulent qu'entre ces deux états, il existe un nombre infini d'états quantiques qui sont des superpositions, ou des combinaisons, des états fondamental et excité.

L'équipe a ensuite fait ce qu'on appelle une mesure «forte», qui a forcé le qubit dans l'un ou l'autre des deux états, mais les scientifiques se sont cachés le résultat de cette mesure.

Ensuite, ils ont fait une mesure «faible», ou hors résonance, en plaçant le qubit dans une boîte et en envoyant quelques photons micro-ondes, dont les champs quantiques interagissaient avec le circuit supraconducteur. Lorsque les photons sont sortis de la boîte, ils portaient des informations sur le système quantique, mais surtout, ils n'ont pas perturbé le qubit.

50-50 suppositions vs 90-10 suppositions

L'équipe a ensuite tenté de deviner le résultat caché de la forte mesure.

En calculant en avant dans le temps, ils ont utilisé l'équation de Born qui exprime la probabilité de trouver le système dans l'un ou l'autre des deux états, et leurs suppositions étaient 50-50.

Ensuite, ils ont calculé à rebours dans le temps en inversant les équations, et ils ont obtenu ce qu'ils ont appelé une prédiction rétrospective, ou «rétrodiction». Lorsqu'ils ont analysé les rétrodictions, leurs estimations étaient précises à 90% lorsqu'elles étaient comparées au résultat de la mesure stockée.

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L'état quantique mesuré incorporait en quelque sorte des informations du futur ainsi que du passé. Cela ressemble à ce que vous faites aujourd'hui changer ce que vous avez fait hier.

Ce n'est pas une "action effrayante à distance" comme Einstein a appelé l'intrication quantique, c'est action effrayante à la fois, et cela a d'énormes implications pour le temps lui-même et la causalité.

L'une de ces implications est que dans le monde quantique, le temps passe à la fois en arrière et en avant, ou qu'il existe une symétrie du temps.

Et cela implique que la "flèche du temps" est en fait une flèche à deux pointes. Le chef d'équipe Kater Murch a déclaré: "On ne sait pas pourquoi dans le monde réel, le monde composé de nombreuses particules, le temps ne fait que progresser et l'entropie augmente toujours."

La deuxième expérience

Dans une expérience publiée le 25 mai 2015 dans Physique de la nature, des scientifiques de l'Université nationale australienne ont envoyé un seul atome sur un chemin à travers une grille formée par des faisceaux laser. Ceci est similaire à la grille solide utilisée dans l'expérience bien connue à double fente qui montre la double nature des particules et des ondes de la lumière.

Dans l'expérience de l'Université nationale australienne, si l'atome agissait comme une particule, il se déplacerait en ligne droite, mais s'il agissait comme une onde, il produirait les bandes d'interférence.

Ensuite, les scientifiques ont ajouté au hasard une deuxième grille laser.

Lorsque la deuxième grille était présente, les atomes ont créé le motif d'interférence. Quand ce n'était pas là, ils se comportaient comme des particules et parcouraient un seul chemin. Cependant, la question de savoir si la deuxième grille a été ajoutée ou non n'a été que déterminée après l'atome avait franchi la première grille.

Dans les cas où la deuxième grille a été ajoutée, les atomes se sont comportés comme des ondes avant la deuxième grille a été ajoutée.

L'auteur de l'étude Andrew Truscott a noté qu '«un événement futur amène le photon à décider de son passé».

La troisième expérience

Yakir Aharonov de l'Université de Tel-Aviv en Israël et ses collègues ont fait valoir que lorsqu'une expérience mesure "fortement" l'état des particules quantiques, cette mesure affecte les états que les particules avaient lors d'une mesure "faible" précédente.

Aharonov l'a proposé pour la première fois il y a 30 ans, et cela s'appelle «formalisme vectoriel à deux états» (TSVF).

TSVF considère les corrélations entre les particules dans l'espace-temps 4D, plutôt qu'en 3D. Le collègue d'Aharonov, Avshalom Elitzur, du Weizmann Institute of Science, déclare: "Dans l'espace-temps dans son ensemble, il s'agit d'une interaction continue s'étendant entre les événements passés et futurs."


Voir la vidéo: La perception du temps par le cerveau - Sylvie Droit-Volet (Septembre 2021).