La bizarrerie quantique remplacée par la dynamique classique des fluides
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La bizarrerie quantique remplacée par la dynamique classique des fluides Le 9 janvier 2014 Les chercheurs d’une équipe française, conduite par les physiciens Yves Couder et Emmanuel Fort, ont exploré des possibilités alternatives dans l’interprétation de la dualité onde-corpuscule concernant l’expérience de la double fente en observant des gouttes en suspension sur un bain d’huile vibrant. Si l eurs remarquables résultats ont retenu l’attention du grand public, c’est que cette approche pourrait expliquer quelques-uns des plus étranges comportements des particules à l’échelle quantique. Couder et Fort démontrent à travers une expérience simple que la dynamique des fluides pourrait être le mécanisme sous-jacent classique des comportements visiblement étranges des particules quantiques et ce, sans nécessité d’un recours à l’interprétation mystérieuse, voire quasi-magique, de la théorie quantique moderne. J’ai la ferme conviction que les sept dernières décennies du vingtième siècle entreront dans l’histoire comme le moyen âge de la physique théorique. Carved Mead – tiré de son livre Collective Electrodynemics Je ne considère plus cette interprétation [statistique] comme finalement satisfaisante, même si elle s’avère ut ile en pratique. Pour moi, cela semble signifier un renoncement, bien trop fondamental dans son principe, à toute tentative de comprendre les processus particuliers. Erwin Schrödinger Pénétrons dans l’étrange monde quantique : dualité onde-corpuscule, non-localité, effet tunnel, mondes parallèles, rétro causalité, téléportation quantique, intrication, indéterminisme et résultats qui dépendent de l’observateur. Il n’est pas étonnant que dans leur tentative de décrire les résultats de l’expérience de la double fente de Thomas Young, les physiciens soient devenus à moitié fous au cours des 70 dernières années, depuis le développement de l ’Interprétation de Copenhague par Niel Bohr et Werner Heinsenberg. Et alors qu’aujourd’hui ce modèle est certainement le paradigme du consensus, Albert Einstein contesta vigoureusement cette interprétation de la Mécanique Quantique. Cependant, lors d’un célèbre débat en
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En 2006, deux chercheurs de l'Université de Paris Diderot utilisent des gouttes d'huile pour modéliser à l'échelle macroscopique la célèbre expérience de la double-fente d'Young, fondatrice du concept de la dualité onde-corpuscule et pilier de la mécanique quantique. Reprise par d'autres laboratoires, cette méthode suggère une interprétation de nombreux autres phénomènes quantiques en termes de mécanique des fluides...
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La bizarrerie quantique remplacée par la dynamique classique des fluides
Le 9 janvier 2014
Les chercheurs d’une équipe française, conduite par les physiciens Yves Couder etEmmanuel Fort, ont exploré des possibilités alternatives dans l’interprétation de la
dualité onde-corpuscule concernant l’expérience de la double fente en observant des
gouttes en suspension sur un bain d’huile vibrant. Si leurs remarquables résultats ontretenu l’attention du grand public, c’est que cette approche pourrait expliquerquelques-uns des plus étranges comportements des particules à l’échelle quantique.Couder et Fort démontrent à travers une expérience simple que la dynamique desfluides pourrait être le mécanisme sous-jacent classique des comportementsvisiblement étranges des particules quantiques et ce, sans nécessité d’un recours àl’interprétation mystérieuse, voire quasi-magique, de la théorie quantique moderne.
J’ai la ferme conviction que les sept dernières décennies du vingtième siècle
entreront dans l’histoire comme le moyen âge de la physique théorique.
Carved Mead – tiré de son livre Collective Electrodynemics
Je ne considère plus cette interprétation [statistique] comme finalement satisfaisante,
même si elle s’avère ut ile en pratique. Pour moi, cela semble signifier un
renoncement, bien trop fondamental dans son principe, à toute tentative de
comprendre les processus particuliers.
Erwin Schrödinger
Pénétrons dans l’étrange monde quantique : dualité onde-corpuscule, non-localité,effet tunnel, mondes parallèles, rétro causalité, téléportation quantique, intrication,indéterminisme et résultats qui dépendent de l’observateur. Il n’est pas étonnant que dans leur tentative de décrire les résultats de l’expérience de la double fente deThomas Young, les physiciens soient devenus à moitié fous au cours des 70dernières années, depuis le développement de l’Interprétation de Copenhague parNiel Bohr et Werner Heinsenberg. Et alors qu’aujourd’hui ce modèle est certainement
le paradigme du consensus, Albert Einstein contesta vigoureusement cetteinterprétation de la Mécanique Quantique. Cependant, lors d’un célèbre débat en
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1929, la plupart ont considéré que Bohr avait supplanté Einstein par sa capacité àexpliquer grâce à l’Interprétation de Copenhague les phénomènes observés dans lesexpérimentations quantiques. Par une forme de sagesse rétrospective, il apparaîtqu’Einstein ne fut pas supplanté, mais bien en avance sur son temps. Car depuis, il yeu de nombreuses découvertes significatives, qui ne furent pas faites avant 20 ou 30ans, et qui auraient pu offrir à Einstein et à sa position théorique de solides basesempiriques. Par exemple :
1933 : persistance d’un courant dans un anneau supraconducteur
1933 : expulsion du flux magnétique par un supraconducteur
1954 : maser
1960 : laser atomique
1961 : quantification du flux magnétique dans un anneau supraconducteur
1962 : laser semi-conducteur
1964 : dispositif d’interférence quantique supraconducteur
1980 : effet Hall quantique entier
1981 : effet Hall quantique fractionnaire
1996 : condensat de Bose-Einstein
2001 : intrication macroscopique
Chacune de ces découvertes a profondément modifié notre façon de voir le mondephysique. Chacune représente un état de la matière cohérent et collectif. Chacuneincarne un principe quantique fondamental qui se manifeste à une échellemacroscopique. Chacune a été examinée exclusivement par des moyensélectromagnétiques. Il y eut cependant des explications alternatives desphénomènes quantiques qui, contrairement à l’Interprétation de Copenhague
conservent un déterminisme et un réalisme physiques grâce auxquels lesévénements à l’échelle quantique ne sont pas intrinsèquement stochastiques, ouprobabilistes, et ne sont pas entièrement liés à l’acte d’observation – l’observateur
influence les expériences uniquement en vertu de ce qu’elles sont elles -mêmes unassemblage quantique macroscopique. Une de ces explications, nantie de basesthéorique et empirique solides, est la Théorie de l’Onde Pilote développée par Louisde Broglie en 1927 et plus tard encore dans l’interprétation causale de la Mécanique
Quantique de De Broglie-Bohm. La Théorie de l’Onde Pilote inclut la fonction d’onde
normalement associée à la Mécanique Quantique (une amplitude de probabilité quidécrit toutes les configurations possibles à travers l’espace et qui est vue comme une
abstraction purement mathématique) mais aussi une véritable configuration defonction d’onde dans l’espace, qui existe, indépendamment du fait d’être ou non
observée, c’est à dire réelle.
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(figure ci-contre) « Quand les
ondes sont confinées dans un
enclos circulaire, elles se
réfléchissent sur elles-mêmes,
produisant des motifs complexes
(ondulations grises) qui dirigent la
goutte le long d’une trajectoire
apparemment aléatoire (ligne
blanche). Mais en fait, le
mouvement de la goutte suit un
motif statistique déterminé par la
longueur d’onde de l’onde. »
Crédit : Dan Harris
Curieusement, on a récemment réalisé des expériences qui montrent que cetteinterprétation de la Mécanique Quantique pourrait avoir une base empirique. LesPhysiciens Yves Couder et Emmanuel Fort ont reproduit beaucoup des effetsobservés dans les expériences quantiques, et ce, pourtant, en utilisant un systèmemacroscopique. En faisant vibrer rapidement un bain d’huile, Couder et Fort ont pu yfaire rebondir des gouttelettes de silicone qui, au lieu de se fondre dans le fluide, yproduisirent des ondes grâce auxquelles elles « marchaient » sur sa surface. Leschercheurs ont effectivement réalisé un système d’onde-pilote macroscopiquecapable de reproduire toutes les particularités jusqu’alors considérées comme étant
strictement cantonnées à l’échelle quantique comme : la diffraction d’une particuleunique, l’effet tunnel, les orbites quantifiées et le fractionnement des niveauxorbitaux. De tels systèmes sont aujourd’hui connus comme des analogues
quantiques hydrodynamiques.
Malgré le succès de ces expériences et le secours qu’elles semblent apporter à notresanté mentale, de nombreux physiciens demeurent sceptiques quant à la capacitéde la théorie des ondes pilotes à expliquer avec précision tous les phénomènesquantiques. Et un de ces sujets à polémique est la question de la non-localité. Dansl’Interprétation de De Broglie-Bohm, les événements quantiques sont
intrinsèquement non locaux, parce que le vecteur de n’importe quelle particule isoléeest fonction de l’onde pilote qui dépend de la configuration globale de l’Univers
entier. Le problème résulte de ce que de nombreux physiciens objectent que ladynamique des fluides des analogues quantique hydrodynamiques, comme ledispositif de Couder et Fort, n’est pas en mesure d’expliquer la non -localité. C’est
alors qu’entre en scène le physicien Nassim Haramein, qui a décrit comment la non-localité peut apparaître dans l’analogie entre l’espace-temps et un systèmehydrodynamique. Durant des années, Haramein a prétendu que l’expérience de la
double fente et l’interprétation de Copenhague pouvaient être réinterprétées dans le
cadre de la dynamique des fluides, où le fluide est la structure de l’espace-temps quiest, au niveau quantique, composée de petits oscillateurs électromagnétiques de la
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taille de Planck, aussi connus dans la théorie quantique des champs commel’énergie de point zéro du vide.
Dans son premier article avec le Dr. Rauscher, il a décrit la dynamique des fluides del’espace-temps en incorporant un moment de torsion et l’effet Coriolis dans les
équations de champ d’Einstein, montrant que pour engendrer la gravité, la structurede l’espace-temps n’est pas simplement courbée mais aussi enroulée, comme de
l’eau tournoyant dans un trou d’évacuation. Dans son dernier article, Gravitéquantique et masse holographique, Haramein démontre qu’en calculant le rapportreliant la surface et le volume des oscillateurs de Planck du vide (dans l’analogie de
l’eau, ce serait les atomes des molécules d’eau qui composent le liquide), il estpossible d’obtenir la valeur exacte de la masse gravitationnelle des trous noirs,habituellement obtenue en utilisant la Relativité Générale d’Einstein. Il applique la
même technique au niveau quantique pour le proton et obtient ainsi une réponse
correcte pour la masse du proton et son rayon, unifiant ainsi la théoriegravitationnelle avec le monde quantique,ce en quoi consiste justement la gravitéquantique. Au cours de ses calculs demasse holographique, Haramein adécouvert que toute l’information de tous
les autres protons dans l’Univers était
équivalente, en terme d’énergie, à toutes
les petites fluctuations du vide de Planck àl’intérieur du volume d’un seul proton,
comme s’ils étaient tous interconnectéspar l’intermédiaire de ce champ « fluide »fondamental par un réseau de microstrous de vers en « tourbillons », ce dont ilfut question lors d’entretiens publics
pendant la conférence CASYS ’11 enBelgique.
Pour comprendre tout cela, nous regardons au-delà des simples évidences, nousdépassons l’aspect visible et en pénétrons les fondements pour obtenir un aperçu dela manière dont la non-localité peut fonctionner dans un système hydrodynamique.Tandis qu’il est vrai qu’à la surface, comme les gouttelettes de silicone quirebondissent en produisant des ondes, nous ne voyons aucune connexion évidenteentre les vortex et les remous qui sont créés, en revanche, si nous pouvions regarderen dessous de la surface, nous pourrions voir quelque chose de très surprenant. Endynamique des fluides, on a observé que deux vortex, ou remous, crééssimultanément (comme dans le cas des intrications quantiques) restent en réalité
connectés par-dessous la surface via un tunnel en forme de tourbillon, comme untrou de ver ! Ce tunnel-vortex en dessous de la surface, permettrait une connexion
Cliquer pour voir la vidéo de « La
dynamique d’onde pilote des gouttelettes
ambulantes »
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apparemment cachée entre les « ondes-particules » et leur donnerait la possibilité derester corrélées même au-delà de l’espace et du temps. De tels trous de ver furent
décrits par Einstein et Rosenberg (ponts d’Einstein-Rosen) et plus tard par JohnWheeler comme une conséquence logique de la Géométrodynamique, la descriptiontopologique de l’espace-temps. Peuvent-ils maintenant être aussi utilisés pourdécrire le domaine quantique ? Dans son dernier article, le physicien réputé LeonardSusskind, contributeur au principe holographique, démontra que l’intrication entre
particules pourrait être due à un réseau de trous de vers dans la structure del’espace-temps.
À partir de tout cela, une image complètement nouvelle du monde quantique est entrain de se former, où les interactions de particule à particule et les comportementsappartenant jusqu’alors au royaume de la bizarrerie magique du quantique, s’avèrent
maintenant fondés sur des mécanismes très clairs de la structure de l’espace-temps
lui-même. Au fur et à mesure où nous examinons notre univers physique de façon toujours plusintelligente, il se pourrait que nous commencions à revenir à une sensationd’unification, laissant derrière nous la vision relativiste et quantique et découvrant de
plus en plus qu’il y a une grande cohérence, une résonnance et une unité à notreréalité.
Par William Brown
Voir aussi :
The pilot-wave dynamics of walking droplets
When fluid dynamics mimic quantum mechanics
Can an oil bath solve the mysteries of the quantum world?
