Intro à la mécanique quantique
Par où passent les photons ?
On vient de voir qu'un photon, même tout seul, pouvait avoir un comportement ondulatoire, contre toute attente -classique-.
On a aussi vu que si la lame semi-réfléchissante n'était pas présente, alors le photon se comportait nettement plus normalement.
Fourberie
L'idée est donc venue aux chercheurs de tenter de gruger le photon.
Voici la proposition de fourbe, il faut bien le dire :
On va voir ce qu'on va voir !
- On va attendre que le photon traverse la première lame semi-réfléchissante.
- Une fois la lame franchie, alors on va décider au hasard si on met la seconde lame semi-réfléchissante.
Du coup, le photon, tout malin qu'il est, ne pourra pas savoir s'il doit se comporter :
- comme une onde et passer des deux côtés à la fois
- comme une particule, et choisir son camp, enfin son côté, M1 ou M2.
Te voilà coincé dans un coin, petit photon !
Étape 1 : le photon franchi la lame semi-réfléchissante.
Étape 2 : je choisis aléatoirement si je mets la lame ou non. C'est trop tard pour le photon de savoir quel comportement choisir, vu que la lame est déjà franchie.
En réalité, vu la vitesse de la lumière, il a fallu pas mal ruser pour faire cette manipulation car « mettre ou ne pas mettre » la lame en quelques dizaines de nanosecondes, ce n’est pas évident (usage d’un modulateur électro-optique par exemple). Et aussi, on a utilisé un vrai générateur aléatoire pour choisir, histoire d’être sûr que c'est réellement imprédictible.
Pareil que d'habitude, on note les évènements qui se produisent sur les deux détecteurs D1 et D2, et en plus on note si la lame semi-réfléchissante était présente ou non, ce qui permet de tracer le résultat suivant :
Hein ? Quoi ? Le photon a quand même deviné ce qui se passait ? Il est fort le bestiau.
Et là, si vous êtes capable d’expliquer ce qui se passe, c’est encore plus fort. À part conclure: "le photon a l'air de voir le futur", ce qui est déraisonnable comme explication, il y a de quoi en reprendre une. Une aspirine.
Gardez votre tube d'aspirine en main, il va vite resservir. Ce n'est que le début.
Les fentes d'Young avec des particules plus grosses
L’expérience des fentes d’Young a pu être refaite avec des électrons, un corpuscule qu’on prend quand même plutôt pour une particule d'habitude. Voilà le résultat :
Et on a recommencé avec des particules plus grosses (fullerènes composés de pas mal d'atomes), avec le même résultat. Jusqu'à un certain point, il semblerait que quand ça devient trop gros, ça ne marche plus. Pourquoi ? Ça c'est une autre histoire.
