Une mesure sur une particule influence instantanément son jumeau intriqué, indépendamment de la distance. Des expériences récentes valident l"action fantôme à distance décrite par la mécanique quantique, infirmant l"hypothèse des variables cachées d"Einstein.
Dans "Halloween en physique quantique - Partie 1 : Einstein voit des fantômes", nous avons exploré deux phénomènes clés de la physique quantique.
D"un côté, une paire de particules intriquées, comme A et B, formées ensemble et s"éloignant l"une de l"autre, reste corrélée comme un tout unique, malgré la distance. Un lien invisible les unit. De l"autre, une particule n"acquiert une valeur définie pour une propriété (position, spin, etc.) qu"au moment de la mesure. Avant cela, elle superpose tous les états possibles.
Cette combinaison implique qu"une mesure sur A détermine instantanément l"état de B, sans la mesurer directement. Pour le spin d"une paire à spins opposés, mesurer +1/2 sur A assigne -1/2 à B au même instant. Avant mesure, A et B superposaient +1/2 et -1/2.
Cette étrangeté viole trois principes : le réalisme (propriétés indéterminées avant mesure), le déterminisme (résultat imprévisible pour A) et la localité (influence plus rapide que la lumière sur B).
Einstein, réticent, proposa des variables cachées prédéterminant les résultats, rendant la quantique incomplète.
En 1935, Einstein, Podolsky et Rosen (EPR) illustrèrent cette incomplétude via une expérience de pensée, intégrant le principe d"incertitude de Heisenberg : impossible de mesurer précisément simultanément certaines paires de propriétés, comme position et impulsion, ou composantes perpendiculaires d"impulsion.
Pour une paire intriquée, mesurer l"impulsion x d"A détermine celle de B sans la mesurer. Mesurer simultanément l"impulsion y de B contredit alors l"incertitude. Ce paradoxe EPR suggère l"incomplétude quantique.
Einstein fut applaudi, malgré la formulation confuse du papier. Le débat philosophique s"estompa face aux avancées expérimentales.
En 1951, David Bohm reformula EPR en termes de spins (±1/2, total zéro), appelée EPRB, promettant un test expérimental.
John Bell, en 1964, conçut une expérience distinguant variables cachées et quantique via des corrélations de spins mesurés à angles variables.
Sous variables cachées, particules "s"accordent" préalablement. En quantique, indéterminé jusqu"à mesure (50% probabilité chacun).
Pour détecteurs alignés, 100% opposés. Pour angles différents, corrélations varient. Bell prédit : quantique ~50% égaux/opposés pour certains angles ; variables cachées ≥55% opposés.
La courbe générale montre divergences (classique = variables cachées).
Terminologie issue de Bell :
Tests dès 1970-1980 violent l"inégalité, favorisant quantique. Alain Aspect (1982) marque l"histoire, mais lacunes persistent : détection incomplète (seulement fraction détectée représentative ?) et localité (choix indépendants ?).
Détection : pertes techniques biaisent-elles ? Localité : choix post-émission via générateurs aléatoires.
Années suivantes comblent lacunes individuellement, toujours violation.
2015 : trois groupes (TU Delft : 250 paires, 1280 m ; crowdsourcing jeu vidéo ; MIT avec étoiles anciennes) réalisent tests "sans lacune".
Quantique triomphe.
Actions fantômes confirmées, mais pas superluminales : corrélation révélée post-comparaison. Mécanisme inconnu.
Crucial pour informatique/cryptographie quantique. Records : 1200 km (Chine), 18 qubits.
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