La réalité n’existe que si on l’observe

« Ne me dites pas que la Lune n’existe pas quand personne ne la regarde » s’exclamait Einstein dans l’un de ses débats passionnés avec Bohr. Le sujet de ce débat, en autre, était l’objectivité de la nature, le fait que la réalité existe indépendamment du reste, et que la physique quantique, avec ses bizarreries, ne devait être qu’incomplète. Le temps n’a pourtant pas été en sa faveur.

Né de la réalisation de la dualité onde-particule, ce fondement de la physique quantique est depuis longtemps « accepté » d’un point de vu théorique, mais il manquait encore de concrétisation expérimentale.

John Wheeler avait proposé une expérience en 1978, appelée « expérience du choix retardé« , mais qui n’était à l’époque qu’une expérience de pensée, la technologie étant encore trop loin de pouvoir satisfaire à ses prérogatives. Mais ceci a bien changé aujourd’hui, et des scientifiques australiens ont été en mesure de mettre au point une version de l’expérience de Wheeler.

L’expérience réalisée par l’Université National Australienne rend les choses encore plus bizarre qu’elles pouvaient l’être. Wheeler proposait d’utiliser des faisceaux de lumières rebondis par des miroirs. Mais à la place de photon, particule simple, les Australiens ont utilisé des atomes d’héliums.

« Les prédictions de la physique quantique sont déjà assez bizarres quand elles sont appliqué à la lumière, qui semble plus se comporter comme une onde, mais pour avoir fait l’expérience avec un atome, qui est quelque chose de compliqué, avec une masse et des interactions avec des champs électriques, etc etc, ajoute à la bizarrerie« , explique Roman Khakimov, l’un des doctorants ayant travaillé sur l’expérience.

Jetons donc un œil à cette expérience, car elle pousse les choses bien plus loin que pouvait le faire les fentes de Young.

Après avoir isolé un unique atome d’hélium, celui-ci est projeté au travers de deux rayons lasers agissant comme une grille, tel un carrefour d’itinéraire. S’ils en restaient là, les scientifiques observaient que l’atome ne prenait qu’un seul chemin, et se comportait donc comme une particule. Mais évidemment, ils n’allaient pas en rester là. Une deuxième « grille » de rayons lasers était ajoutée aléatoirement, qui recombinait les itinéraires séparés. Et en plus, l’ajout aléatoire de cette grille ne se faisait qu’une fois que l’atome avait passé le premier carrefour.

Notre logique voudrait donc que l’apparition de la deuxième grille ne change rien, car le « choix » de l’atome d’être une particule avait déjà été fait. Et pourtant, quand la deuxième grille était ajoutée, un phénomène d’interférence était observé, signifiant que l’atome avait pris plusieurs chemins en même temps, comme une onde.

Autrement dit, l’action de la deuxième grille, arrivant donc à un moment T, influence le « choix » de l’atome à un moment T-1. Vous comprenez mieux maintenant pourquoi l’expérience de Wheeler a été appelée du « choix retardé ». Tout ce passe comme si l’effondrement de la dualité onde-particule a aussi des conséquences ne tenant pas compte d’une quelconque temporalité.

« L’atome n’a pas voyagé de A vers B. C’est seulement quand il a été mesuré à la fin de son voyage que son comportement ondulatoire ou corpusculaire a été amené à l’existence« , explique Andrew Truscott, le physicien ayant dirigé cette expérience. Il dit aussi :  » Cela prouve que la mesure est tout. Au niveau quantique, la réalité n’existe pas si vous ne la regardez pas« .

Effectivement, les sceptiques de ce concept réagissait un peu comme Einstein, pensant que la Lune a forcément toujours existé, et n’a pas pu être simplement créée un jour ou elle fut observée, car son existence découle de milliards de choix et d’interactions ayant eu lieu bien avant l’observation. Pourtant, cette expérience prouve que le fait de regarder la lune aujourd’hui va créer son existence (corpusculaire du moins, son existence ayant toujours été là à un niveau non matériel), peu importe la temporalité que celle-ci implique. Et il en va de même avec le reste de la réalité.

Bien que la preuve de ce concept a été apporté, vous comprendrez bien sûr que celui-ci reste limité aux barrières de la physique quantique, c’est à dire à l’infiniment petit, même si l’expérience a été réalisée avec un atome. Il reste encore quelques étapes à franchir avant de se dire que la portée de ce mécanisme peut, peut-être, être étendue à l’échelle macroscopique, c’est à dire la Lune d’Einstein et notre monde de tous les jours. Peu importe si notre monde de tous les jours n’est qu’un conglomérat d’atome, la barrière de l’échelle est avant tout une barrière conceptuelle.

Sources : Wheeler’s delayed-choice gedanken experiment with a single atom. A. G. Manning, A. G. Truscott, R. I. Khakimov, R. G. Dall. Nature Physics(2015). Published online 25 May 2015 .doi:10.1038/nphys3343

Quand la réalité n’existe pas… jusqu’à ce qu’elle soit mesurée. Patricia Courand. Journal de la Science. 2 Juin 2015

Experiment confirms quantum theory weirdness. Science Daily. 27 may 2015.

Publicités

Une réponse à “La réalité n’existe que si on l’observe

  1. Bonjour et merci de cet article, mais je pense que la conclusion « la réalité n’existe que si on l’observe » est un peu hâtive; cela relève de l’interprétation de l’expérience et non d’un fait expérimental. Si on considère l’hypothèse qu’un objet quantique est SOIT une onde SOIT une particule (et la décision d’être soit l’un ou soit l’autre est faite lors de la création ou de l’émission de l’objet), on aboutit en effet aux conclusions surprenantes de Wheeler (action du passé sur le présent). Mais l’hypothèse onde OU particule (avec un ou exclusif) est une hypothèse forte et surtout absolument pas démontée. On peut aussi supposer, comme il est sous-entendu dans l’article que vous citez, que l’objet quantique se détermine au moment de la mesure à être SOIT une onde SOIT une particule. Cette autre hypothèse est aussi forte (rôle prépondérant de l’observateur) et non avéré expérimentalement. En effet il existe une troisième hypothèse : un objet quantique est à la fois une onde ET une particule, c’est la théorie de de Broglie-Bohm-Bell ou théorie de l’onde-pilote car l’onde pilote la particule (comme un bouchon de liège serait guidé par un flot). L’intérêt de cette hypothèse est que cela explique très simplement les expériences Wheeler et des australiens et que cela ne remet pas en cause la notion classique de réalité indépendante de l’observateur. De plus la convergence quantique classique est évidente car il n’y a pas « émergence » spontanée et aléatoire de la position par le postulat de réduction du paquet d’onde. Je vous conseille la lecture de quelques articles de vulgarisation que j’ai écrit pour la revue du palais de la découverte : https://hal-enac.archives-ouvertes.fr/hal-01348957/document dispo sur mon site web (https://thequantumphysics.wordpress.com/) ou sur la notion de mesure contextuelle dans le pile ou face dans l’Espace (https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-01441841) ou encore les textes et conférences de Jean Bricmont (https://www.youtube.com/watch?v=GrqXRUkeTI4)
    cordialement, alexandre gondran

    J'aime

Laisser un commentaire

Entrez vos coordonnées ci-dessous ou cliquez sur une icône pour vous connecter:

Logo WordPress.com

Vous commentez à l'aide de votre compte WordPress.com. Déconnexion / Changer )

Image Twitter

Vous commentez à l'aide de votre compte Twitter. Déconnexion / Changer )

Photo Facebook

Vous commentez à l'aide de votre compte Facebook. Déconnexion / Changer )

Photo Google+

Vous commentez à l'aide de votre compte Google+. Déconnexion / Changer )

Connexion à %s