La superposition, encore
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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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Publié le 19 juillet 2014
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Langue Français

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LA SUPERPOSITION,ENCORE
parMiles Mathis
J’ai rcemment reÇu une question d’un lecteur concernant mon article surla su-perposition: « J’aitudi votre article (sur la superposition) et, selon moi, c’est sens. Cependant, il existe d’autres cas de superpositions disponibles qui ne requirent pas la mesure des spins x, y d’lectrons. Par exemple, cettevideo sur Youtubemontre une exprience 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 mme parti-cule en diffrents endroits en mme temps”, j’ai du mal À trouver une meilleure explication. Voici donc ma question : comment expliquez-vous cette exprience particulire de superposition? S’agit-il vraiment du mme photon se trouvant en diffrents endroits? ».
LA SUPERPOSITION,ENCORE
M. Mathis
Ce dont parle ce lecteur, c’est d’une exprience oÙ un faisceau de lumire est divis, reflt symtriquement puis À nouveau divis (voir le diagramme ci-dessus). Des dtecteurs sont mis en place À l’endroit de la seconde division et nous avons de nouveau un grand et surnaturel « mystre ». Les magiciens sur Youtube proclament que ce rsultat est dÛ au fait que le mme photon suit deux chemins et interfre avec lui-mme.
C’est une question similaire À celle que j’ai rsolue 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 dtournent 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 mme 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.
Premirement, pour pouvoir rsoudre ce problme, 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 modle standard le fait djÀ. Les magiciens sur Youtube le font, et ils essaient mme de prouver une double existence en manipulant les longueurs d’onde (d’une manire trs dsordonne). Mais ils ne dfinissent pas assez soigneusement les longueurs d’onde, ce qui les force À rsoudre le problme en proposant l’impossible. Cela ne les gne pas de proposer l’impossible : en fait, ils adorent jouer aux magiciens. Ils adorent faire des miracles et poustoufler les spectateurs.
Mais rsolvons plutÔt le problme À l’aide de mcanismes. Nous savons que le premier diviseur de faisceau, S1, divise dans une proportion 50/50, car si nous dplaÇons les dtecteurs jusqu’À S1, ils nous le disent directement. Le deuxime diviseur, S2, est exactement comme le premier et nous devons donc nous attendre À ce que les dtecteurs placs À la fin nous donnent la mme division 50/50 (c’est ce que l’on nous affirme). Au lieu de cela, nous observons tous les photons en D2. Gros mystre.
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 interfre avec lui-mme, l’empchant d’atteindre D1. Le problme avec cette explication, ce n’est pas seulement que le mme photon suit les deux chemins, bien que vous pour-riez penser que c’est suffisant pour disqualifier cette explication. L’autre problme est que si le photon particulier a interfr avec lui-mme, comment atteint-il D2? Nous avons un dtecteur en D2, vous vous rappelez ? La rponse standard consiste À dire que l’interfrence a lieu uniquement avec la moiti des photons qui passent directement À travers le diviseur, sur le chemin B. La moiti qui est dtourne se retrouve directement en D2.
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Donc, si un photon, le long du chemin B, passe directement À travers S2, il interfre avec lui-mme et ne va pas jusqu’en D1. Si un photon suivant le chemin B est dtourn, il n’a pas À interfrer avec lui-mme, et il va en D2. Si un photon sur le chemin A est dtourn en S2, il interfre avec lui-mme et ne se dirige pas vers D1. S’il passe À travers S2, il n’interfre pas avec lui-mme et va en D2. VoilÀ la rponse magique.
Non seulement cette rponse est beaucoup plus complexe qu’il n’est besoin mais elle est contradictoire. Le long du chemin A, l’interfrence 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’interfrence est termine. Mais si le photon se meut sur le chemin B, il passe À travers le diviseur puis interfre avec lui-mme. L’interfrence a lieu les deux fois du cÔtÉ Adu diviseur. Non seulement les chemins ne sont pas symtriques 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’interfrence a toujours lieu du cÔt A de S2. Pourquoi l’interfrence n’a-t-elle jamais lieu du cÔt B de S2 aprs 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 ncessaire. 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 dcider oÙ les particules seront dtectes. Mais si c’est le cas, pourquoi les particules jumelles ne sont-elles pas dtectes lorsque les dtecteurs 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 arrire 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 dtecteurs en S1 mesurent-ils une division 50/50? Pourquoi les dtecteurs dtectent-ils les particules primaires mais pas les jumelles?
Cette explication dcide que le photon suit les deux chemins dans le deuxime cas, oÙ les dtecteurs sont en S2, mais elle ne dsire pas que le photon suive les deux chemins lorsque les dtecteurs sont en S1. Si le photon se trouve sur les deux chemins, alors les deux dtecteurs en S1 devraient dtecter tous les photons. Oui, logiquement, nous devrions dtecter 100% plus de photons que de photons mis, puisque nous dtecterions 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 dsirons qu’il s’y trouve afin qu’il interfre avec lui-mme, mais il n’est pas sur le chemin lorsque nous ne voulons pas qu’il interfre. L’explication actuelle n’est pas un miracle, ce sont deux miracles empils l’un sur l’autre.
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La partie amusante est que les magiciens de Youtube vous disent la bonne rponse mais qu’ils dtournent votre attention pour que vous ne notiez pas qu’elle est suffi-sante, sans interfrence. Ils admettent que chaque dtournement va dcaler l’onde de 1/4 de longueur d’onde. Si l’onde passe directement À travers un diviseur, elle n’est pas dcale. Donc, pour atteindre D1, l’onde est soit dcale trois fois sur le chemin A, soit elle est dcale une seule fois sur le chemin B. Afin de pouvoir atteindre D2, l’onde est dcale deux fois sur chaque chemin. Cela nous dit im-mdiatement que l’exprience prfre des dcalages pairs. Nous devrions ds lors chercher À expliquer ce phnomne sans interfrence ou particules doubles.
Le diviseur, dont nous nous attendions À ce qu’il fonctionne de la mme manire dans les deux positions, ne fonctionne pas de la mme manire 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 rponse est encore plus simple que ma rponse concernant le problme des dtecteurs en srie 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 possdent la mme orientation, et de mme pour B. Ils suivent le chemin qu’ils suivent parce qu’ils ont ragi de la mme faÇon au matriel en S1. Les photons sur le chemin A sont tous quivalents en orientation mais ils se trouvent en orientation oppose 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 mme manire aux deux endroits. Le premier problme, ds lors, est quenous nous at-tendonsÀ ce qu’ils devraient agir de la mme manire. Les magiciens nous disent que, logiquement, on prvoit que le diviseur doit agir de la mme manire 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 mlangs, venant d’une direction. Le diviseur en S2 reÇoit deux groupes de photons polariss, venant de deux direc-tions, et chaque groupe est oppos À l’autre groupe.
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Montrons-le plus en dtail, mais toujours trs 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 dviation. S’ils sont 1–3, le diviseur les dvie vers le chemin A. Mais en les dviant, 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 tte le long des deux chemins. Lorsque les parti-cules sont tournes par les miroirs, chacune d’entre elle est dcale d’un quart de tour, de faÇon À ce que le nombre 4 se retrouve en tte le long des deux chemins. Les miroirs sont eux-mmes opposs en orientation, et donc nous tournons la par-ticule B dans un sens direct mais la particule A dans un sens rtrograde. 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 ds lors le diviseur en S2 de la manire montre sur le diagramme suivant.
Les particules sur les deux chemins sont maintenant inverses par rapport À leurs orientations originelles, comme vous pouvez le voir. Le diviseur ragit donc À elles de la faÇon oppose, dviant la particule B et laissant passer la particule A.
Toutes les particules sur A sont les mmes, et donc le diviseur les lit de la mme manire, les laissant toutes passer. Toutes les particules sur B sont les mmes, et donc le diviseur les lit de la mme manire, les dviant toutes. Trs simple. Pas mystrieux du tout.
Non seulement il existe une explication mcanique mais l’explication est trs ra-pide et transparente, amenant À des diagrammes simples. Nous n’avons aucun
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besoin d’interfrence, de particules doubles ou de chemins multiples. La vido sur Youtube vous fait savoir que la seule faÇon d’expliquer l’absence de dtection en D1 est une interfrence, mais je viens de dmontrer que c’est faux. L’expert dans la vido vous demande galement de lui faire confiance, mais c’est lÀ un trs 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 dtruit une fois de plus l’Interprtation de Copenhague et 90 ans de physique. Les physiciens quantiques nous ont assur que cela ne pouvait pas tre ralis. Ils nous ont assur qu’aucune rponse logique ne pouvait tre donne et qu’aucun diagramme ne pouvait tre dessin. Je leur ai donn une rponse 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 thorie actuelle donne une onde au photon, pas un spin. Je rponds À cela que Ça n’a pas d’importance, d’une manire comme d’une autre. Je crois que le photon possde un spin et j’ai donn une preuve thorique 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 vido, quelque chose prove-nant de Feynman, en dehors de l’internet. Eh bien, Feynman a galement invent une chose appele « la mthode rduction–rotation »,que je dtruis 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 reprsenter 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 mthode fonctionne prcisment parce qu’elle re-flte mon mcanisme. Eh bien, interprtez ces petits cercles comme reprsentant des ondes si vous voulez, plutÔt que des spins. Des spins crent des ondes directe-ment ;ils sont donc trs pratiques pour illustrer des ondes, mme si vous n’aimez pas les spins. Si vous ne dsirez 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 rsolu le problme avec des diagrammes, mca-niquement, sans interfrence, 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 lumire qui interfre avec elle-mme, contredit l’ex-plication courante de l’Effet Sagnac. Wikipdia admet que les maths de l’interf-rence de Sagnac sont les mmes avant et aprs la Relativit. La physique classique fit les mmes prdictions que la physique post-classique concernant cet effet. Et, du fait que l’Effet Sagnac avait djÀ une explication et des maths satisfaisantes avant la physique quantique, il ne requrait pas le type d’explications qui ont t
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inventes pour la superposition, ceci malgr le fait que les deux expriences pos-sdent beaucoup de choses en commun, comme vous pouvez le constater : elles utilisent des miroirs, des diviseurs de faisceau (un miroir semi-rflchissant est une sorte de diviseur) et des circuits carrs. 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 exprience galement. Nous ne pouvons pas avoir de la lumire interfrant avec elle-mme dans certains cas et qui n’interfre pas avec elle-mme dans d’autres cas similaires, juste pour satisfaire des thori-ciens peu scrupuleux. Si la lumire prend tous les chemins possibles, pourquoi ne le fait-elle pas dans l’exprience de Sagnac? Si nous laissons la lumire prendre les deux chemins dans l’exprience de Sagnac, nous ruinons immdiatement nos maths et notre explication. PlutÔt que d’obtenir de la lumire lÀ oÙ nous en avons besoin, nous obtenons de la lumire lÀ oÙ nous n’en avons pas besoin. Nous obte-nons trop de lumire sur les deux chemins, et le rsultat est soit une annulation totale soit un norme gáchis. C’est le problme avec tellement de thories actuelles improvises : elles se rapportent trs spcifiquement À certains problmes, et les magiciens esprent que vous n’essayerez pas de les universaliser et de les appliquer À des problmes similaires parce que, si vous le faites, vous vous rendez compte qu’elles sont compltementad hocet ds lors physiquement fausses.
Pour en savoir plus À ce sujet, vous pouvez liremon article sur l’intrication, oÙ j’analyse et rsous le problme en utilisant une astuce de Feynman et mes qua-tions de spin quantique.
Plus rcemment, j’ai explos lestests sur les ingalits ribles trucages mathmatiques qui se trouvent au cœur Il ne reste de l’intrication que des lambeaux.
Addenda, juillet 2011 :
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de Bell, dvoilant les hor-mme de ces expriences.
Un lecteur m’a demand pourquoi je n’ai pas mis au point des expriences pour prouver ma thorie, et j’ai rpondu que ce n’tait pas ncessaire. Les expriences ont djÀ t ralises; elles n’ont simplement pas t interprtes correctement. Un exemple supplmentaire est l’exprimentation appele «gomme quantique», par laquelle des motifs d’interfrences peuvent tre «r-ajouts »dans une exp-rience qui les avait « perdus ». C’est ralis À l’aide d’une polarisation supplmen-taire ou en faisant dvier les photons d’un angle de 45. Mais bien entendu, qui-conque ayant compris mon argumentation ici ralisera que la gomme quantique est une preuve de plus de mon mcanisme. Une fois que l’on donne aux photons des spins rels, nous pouvons expliquer toutes ces expriences sans grand effort. Afin de comprendre ce que je veux dire, vous pouvez regardercette autre vido 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 trs importante question À laquelle il ne rpond jamais et qu’il n’adresse mme 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 spcialement lorsqu’ils voyagent un par un? De cette manire, nous pouvons nous rappeler que la polarisation elle-mme est une preuve de ma mcanique. Une particule-point ne peux pas tre polarise.
On me dira que c’est l’onde qui est polarise, pas la particule, mais c’est juste esquiver la question pose, une fois de plus. Ni l’ancienne mcanique quantique ni aucune de ses mises À jour ne se soucient jamais de nous expliquer comment des particules-points sans rayon peuvent crer des ondes ou se dplacer dans un mouvement d’onde. Ma mcanique l’explique, mais elle exige un photon poss-dant un rayon et plusieurs spins empils. Sans eux, les physiciens mainstream ne peuvent faire autrement qu’ignorer cette question de base. Je vous ai djÀ dit pourquoi ils font ces choses dans environ une centaine d’articles : ils se cachent derrire les maths. S’ils revenaient À de la mcanique et vous laissaient examiner ces questions en pleine lumire, leurs fameuses maths commenceraient À fondre. Ron Garret appelle le carr de l’amplitude dans l’quation « un bidouillage », mais en ralit toutes les maths sont bidouilles 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 rel du photon. Pour crer des gommes quantiques et des choses comme Ça, chaque photon individuel doit pos-sder une longueur d’onde. Je rpte : 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 possder un rayon. Un photon sans masse et sans rayon est indiffrentiable. En d’autres termes, il n’existe aucun moyen, pour un polarisateur, pour tout autre dtecteur ou pour un filtre, de reconnatre un photon d’un autre. Et ceci signifie que les photons doivent possder 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 mrite 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 dbarrasser de toutes les maths et de toutes les thories et recommencer tout depuis le dbut.
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Traduction : Bahrmanou  19 juillet 2014
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