Le blog de mc2est-cesuffisant

Présentation d’une expérience qui pourrait annuler mon hypothèse si…

Si… on considère qu’elle est exhaustive et si on considère qu’elle s’engage sur des préalables corrects d’interprétation de la mécanique quantique. Cet article date du 11/08, sur le site de phys.org, je vous en propose une traduction pour l’essentiel, ensuite un commentaire et puis finalement la version originale (sans la figure illustrative, malheureusement car impossible).

C’est une expérience relative à l’observation de franges d’interférences de particules de matière massives observables lorsqu’elles sont soumises à traverser des fentes du type appareil d’Young mais ici l’appareil (le masque) est modifié comprenant, une, deux, trois fentes à des niveaux distincts.  

« En mécanique quantique les particules peuvent se comporter comme des ondes (sic) et prendre plusieurs chemins dans une expérience. Cela requière simplement des combinaisons de paires de chemins, plutôt que trois ou plus, pour déterminer la probabilité pour une particule d’arriver quelque part. Les chercheurs de l’université de Vienne et Tel Aviv ont interrogé ce problème explicitement en utilisant les interférences d’ondes de molécules derrière une combinaison de simple, double, et triple fentes (dessinées sur un même support matériel à des niveaux distincts)

La mécanique quantique décrit comment la matière se comporte sur des échelles les plus petites du point de vue de la masse et de la longueur d’onde. Toutefois, l’absence de phénomènes quantiques dans notre vie quotidienne a provoqué une recherche des modifications minimales de la mécanique quantique, qui seraient seulement perceptibles pour les particules massives. Une piste est de rechercher l’ainsi nommé : plus haut ordre d’interférence. En mécanique quantique standard, le motif d’interférence résultant d’un nombre arbitraire de chemins ouverts non interagissant peut toujours être décrit par toutes les combinaisons des paires de chemins.

Tout autre motif restant serait dû à des ordres plus élevés d’interférences et serait indicateur éventuel d’une nouvelle physique.

Tandis que cette règle a été testé précédemment avec de la lumière et du rayonnement micro-onde, les chercheurs à l’université de Vienne et de Tel Aviv ont maintenant lancé pour la première fois une expérience dédiée avec des molécules massives. « L’idée est connue depuis plus de 20 ans. Mais c’est seulement maintenant que nous disposons des moyens technologiques pour réunir ensemble tous les composants et construire une expérience capable de réaliser le test avec des particules massives. »

Diffraction d’une onde de matière avec de fentes multiples.

Dans leurs expériences, les chercheurs de Vienne préparent des molécules organiques complexes en tant qu’ondes de matière (sic). Ce but est atteint en évaporant ces molécules à partir d’un point de diffusion de l’ordre du micron et ensuite laisser évoluer celles-ci librement pendant un instant. A la suite de cet instant chacune des molécules délocalisées, se répartissent dans différents endroits immédiatement. Ceci signifie que lorsque chaque molécule rencontre le masque contenant les multiples fentes, elle peut traverser plusieurs fentes en parallèle. En comparant avec précaution la position des molécules arrivant sur le détecteur après une combinaison de simple, double, triple, fentes, les chercheurs étaient capables d’attribuer des limites correspondantes à chacun des chemins multiples empruntés.

La nano-fabrication favorisant cette technologie… »

Commentaire : L’apriorisme du dualisme onde/particule est une interprétation qui conditionne complètement la conception et le traitement des résultats obtenus. En effet, il est abusif de considérer que « En mécanique quantique les particules peuvent se comporter comme des ondes (sic) », car l’apparaître comme une onde n’est pour nous qu’une interprétation pour expliquer le résultat final de l’expérience. En aucun cas on observe le caractère ondulatoire avant l’expérience d’observation qui permettrait de constater un comportement ondulatoire réel d’une particule. Ici on est dans un schéma explicatif qui considère que la situation est : onde et particule, cela est un abus, un parti pris, un apriori qui n’a toujours pas de justification. Quant à l’interprétation que je privilégie c’est celle de : onde ou particule… c’est selon, le type d’appareil d’observation que l’on utilise et les modalités de la réalisation de l’expérience. Ainsi, l’expérience indiqué ci-dessus laisserait voir des impacts ponctuels sur le détecteur dès que l’observateur aurait l’information (par des moyens appropriés couramment utilisés) à propos de par laquelle des fentes chaque particule de matière serait passée, c’est-à-dire que l’observateur dispose de l’information spatio-temporelle du chemin suivi (résultat historiquement bien connu et reproductible). On voit, là, que le processus de l’observation conditionne le résultat final de l’expérience.

Je serais très intéressé que cette expérience soit aussi effectuée avec le protocole de mon projet d’expérience tel que je l’ai décrit dans l’article du 06/08/ : ‘Appel d’Offres’ comprenant les trois catégories d’observateurs équipés d’un dispositif de détection d’images cérébrales. Les cas a) et b) sont très concrètement réalisables dans le cas de figure exposé par les chercheurs de Vienne et permettront de produire des conditions d’observations qui seront interprétables d’une façon nette.

Texte original :

« Massive particles test standard quantum theory 11 August 2017

Comparing the diffraction patterns behind a combination of precisely written slits allows testing quantum mechanics with complex molecules. Credit: Group for Quantum Nanophysics, Faculty of Physics, University of Vienna; Image-Design: Christian Knobloch

In quantum mechanics particles can behave as waves and take many paths through an experiment. It requires only combinations of pairs of paths, rather (plutôt) than three or more, to determine the probability for a particle to arrive somewhere. Researchers at the universities of Vienna and Tel Aviv have addressed this question for the first time explicitly using the wave interference of large molecules behind various combinations of single, double, and triple slits.

Quantum mechanics describes how matter behaves on the smallest mass and length scales. However, the absence of quantum phenomena in our daily lives has triggered a search for minimal modifications of quantum mechanics, which might only be noticeable for massive particles. One candidate is to search for so-called higher-order interference. In standard quantum mechanics, the interference pattern resulting from an arbitrary number of non-interacting open paths can always be described by all combinations of pairs of paths.

Any remaining pattern would be due to higher-order interference and be a possible indicator for new physics.

While this rule has been tested before with light and microwave radiation, researchers at the Universities of Vienna and Tel Aviv have now run for the first time a dedicated experiment with massive molecules. "The idea has been known for more than twenty years. But only now do we have the technological means to bring all the components together and build an experiment capable of testing it with massive molecules," says Christian Brand, one of the authors of the study.

Multi-slit matter wave diffraction

In their experiments at the University of Vienna, researchers of the Quantum Nanophysics Group headed by Markus Arndt prepared complex organic molecules as matter waves. This was achieved by evaporating them from a micron-sized spot in high vacuum and letting them evolve freely for some time. After a while, each molecule delocalized, spreading across many places at once. This means that when each molecule encounters a mask containing multiple slits, it can traverse many of the slits in parallel. By carefully comparing the position of molecules arriving at the detector behind a combination of single-, double- and triple slits they were able to place bounds on any multipath contribution.

Nanofabrication enabling technology

A crucial component of the experiment is the mask - an ultra-thin membrane into which arrays of single-, double- and triple-slits were fabricated. It was designed and fabricated by Yigal Lilach and Ori Cheshnovsky at Tel Aviv University. They had to engineer a diffraction mask, where the maximum deviation in the slit dimensions was not much larger than the size of the molecules it was diffracting. The mask was integrated in the Vienna laboratory.

and the researchers studied a broad range of molecular velocities in the same experimental run. For all of them, the scientists found the interference pattern to follow the expectations of standard quantum mechanics with an upper bound in the deviation of less than one particle in a hundred. "This is the first time an explicit test of this kind has been conducted with massive particles", says Joseph Cotter, the first author of this publication. "Previous tests have pushed the frontiers with single photons and microwaves. In our experiment, we put bounds on higher-order interference of massive objects."

The study is published in Science Advances.”