Problème de la mesure quantique - Définition

Introduction

Mécanique quantique

Postulats de la mécanique quantique Histoire de la mécanique quantique Concepts fondamentaux État quantique · Superposition · Observable · Intrication · Mesure · Principe d'incertitude · de correspondance · Dualité · Décohérence Expériences Fentes de Young · Expérience de Stern et Gerlach · Chat de Schrödinger · Gomme quantique · Paradoxe EPR · Téléportation quantique · Expérience d'Aspect Formalisme Notation Bra-Ket · Équation de Schrödinger · Matrice densité · Représentation de Schrödinger · de Heisenberg · d'interaction Statistiques Maxwell-Boltzmann · Échange · Fermi-Dirac · Fermion · Bose-Einstein · Boson Théories avancées Théorie quantique des champs · Axiomes de Wightman · Électrodynamique quantique · Chromodynamique quantique · Gravité quantique · Diagramme de Feynman Interprétations Problème de la mesure · Copenhague · Ensemble · Variables cachées · Transactionnelle · Mondes multiples · Histoires consistantes · Logique quantique · Réduction par l'observation (consciente) Physiciens Planck · de Broglie · Schrödinger · Heisenberg · Bohr · Pauli · Born · Dirac · von Neumann · Einstein · Bohm · Feynman · Everett · Penrose

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Le problème de la mesure quantique a été formalisé pour la première fois par John von Neumann en 1932 dans son livre Les Fondements mathématiques de la mécanique quantique (chapitre VI). Il a été par la suite, en 1935, popularisé par Erwin Schrödinger avec son fameux « paradoxe du chat ».

Depuis, ce problème a fait l'objet de nombreux débats et reste encore au XXI^e siècle l'objet de polémiques, même si des solutions ont été établies et sont acceptées par une majorité (mais pas la totalité) des physiciens.

Exposé du problème

Le problème de la mesure consiste en fait en un ensemble de problèmes, qui mettent en évidence des difficultés de corrélation entre les postulats de la mécanique quantique et le monde macroscopique tel qu'il nous apparaît ou tel qu'il est mesuré.

Ces problèmes sont :

• PMQ1 : L'évolution de la fonction d'onde étant causale et déterministe (postulat 6), et représentant toute l'information connaissable sur un système (postulat 1), pourquoi le résultat d'une mesure quantique est-il fondamentalement indéterministe (postulat 4 et postulat 5) ?

• PMQ2 : L'évolution de la fonction d'onde étant linéaire et unitaire (postulat 6), comment les superpositions quantiques peuvent-elles disparaître (postulat 5), alors que la linéarité/unitarité mène naturellement à une préservation des états superposés ?

Même si ces deux problèmes sont liés, il importe de les distinguer car certaines solutions comme la décohérence apportent une réponse à PMQ2, mais pas à PMQ1.