Expériences "quantiques"/Chat de Schrödinger

Salut tout le monde, je me lance (et oui j'ai que ça à faire à cette heure là^^) dans un sujet où pourra être abordé tout ce qui touche à quelque chose qui est très riche en sources de réflexions et marrant à la fois : les "expériences de pensée" que l'on peut réaliser (ou plutôt imaginer) pour voir à quoi peut mener la vision du monde donnée par la mécanique quantique (rien de très compliqué n'est prérequis pour s'amuser à cela, juste un peu d'imagination!)
Pour vous donner une idée je vais vous exposer la première, très connue et donnant des conclusions étonnantes : connaissez-vous le chat de Schrödinger?
Ce dernier était un éminent physicien du début du 20ème siècle(Schrödinger, pas le chat) qui voulut un jour exposer sur un exemple compréhensible par tout le monde le raisonnement qui est sous-jacent dans toute la théorie quantique, en l'appliquant à un système macroscopique-le chat-dans le but de montrer à quel type de résultats on pouvait aboutir avec cette théorie.
Il raisonna donc ainsi : prenons un chat, que l'on met dans une boîte en carton. Dans cette boîte on ajoute une bouteille contenant un poison que l'on supposera mortel de façon immédiate si on le respire. Cette bouteille est fermée par un atome radioactif (allons un peu d'imagination!!), qui à tout instant où on l'observe à une probabilité 1/2 de s'être désintégré, ce quel que soit son âge. Refermons alors la boîte de façon à isoler ce système de toute mesure extérieure de l'état du chat...
Question : à un instant donné, après un certain temps d'évolution où l'on n'a pas observé le chat, quel est l'état du chat?
Et oui la question peut paraitre bête mais vous verrez...
Si vous connaissiez déjà ce pauvre chat tant mieux sinon et bien réfléchissez y et proposez des réponses
Si ce n'est pas très clair,ou que ma description ne correspond pas à ce que vous auriez pu voir ailleurs, ou que vous avez des questions quelconques à ce sujet, dites le : c'est un sujet que j'adore donc j'essairais de répondre...
Si vous avez d'autres expériences de ce type à proposer, n'hésitez pas et j'essairais d'en rajouter petit à petit.

PS:aucun animal n'a été maltraité lors de l'écriture de ce post ^^

Je connais la réponse donc je ne dis rien...

J'attends avec impatience la réponse de notre cher payne !

Lol ouais je pense qu'il a là un terrain tout à fait propice à divagations !!!

Malheureusement, je connais déjà vaguement ce problème... je m'apprêtais même à en lire un livre dans environ 1 mois...

Et alors qu'est ce que tu en dis?
Quelle serait ta réponse?

Tout dépendant de ta "croyance physique" ta réponse sera différente.
Pour ma part, adorant la relativité tout en étant adorateur de l'asbolu, je ne saurais que dire...
Logiquement, je dirais qu'il est mort, mais mon moi controversé me dit qu'il est pas mort et que la nature est simplement une conspiration de Dame Nature!
En gros, on ne peut le savoir qu'en ouvrant la boîte...
P.S. J'avais déjà rédigé 2 articles quant à ce sujet dans ce forum :S

La réponse de la physique quantique est que finalement notre chat a une probabilité 1/2 d'être mort, 1/2 d'être vivant, et comme tant que l'on ne l'observe pas tout ce qu'on peut prévoir sur son état sont des probabilités, il est en fait dans une superposition de ces deux états (on dit souvent de manière un peu simplifiée que le chat est à la fois mort et vivant), donc dans un état qui donnera comme réponse à la question "j'ouvre la boîte,dans quel état est le chat?" de façon équiprobable les réponses "vivant" et "mort"!

Une petite anecdote tirée d'un récent cours de mécanique quantique où j'ai appris quelque chose que je suis réellement content de savoir maintenant : est-ce que vous saviez que l'interprétation du spin comme étant un moment cinétique de rotation de l'électron sur lui-même est fondamentalement fausse? Je croyais que c'était juste une interprétation parmi d'autres et que comme on n'était pas sûrs on n'y prétait pas plus d'attention que cela mais en fait la théorie démontre que c'est strictement impossible que le spin soit associé à un mouvement de rotation... intéressant non?
Moi je trouve ...

C'est sûrement intéressant mais je n'y comprends pas grand chose !!!

Lol et bien en fait pour essayer de faire court :
On utilise habituellement le moment cinétique classique d'une particule en rotation autour d'un centre fixe, par exemple dans la résolution du problème à 2 corps. On définit alors le moment cinétique comme r(vectoriel)p. En mécanique quantique tu fais une sorte de généralisation de ça en définissant un moment cinétique mais de façon tout à fait différente (à partir de relations que doivent vérifier ses différentes composantes). Et en étudiant le cas général des moments cinétiques définis comme ça tu te rends compte qu'il y en a de deux sortes : ceux qui peuvent correspondre à une description d'un système en rotation, et ceux qui pour une certaine raison sont strictement à exclure des précédents. Il existe des objets qui par la définition quantique des moments cinétiques en font partie, mais ne peuvent pas être associés à la description d'une rotation du système, le spin en fait partie. C'est pour cela qu'on dit qu'il existe les moments cinétiques orbitaux et intrinsèques : le spin est un moment cinétique certes, mais il est intrinsèque car il ne peut pas être pris comme décrivant la rotation du système autour d'un axe quel qu'il soit. Je ne sais pas si c'est très clair, mais ce n'est pas simple à expliquer surtout que c'est encore tout neuf pour moi ^^
C'était juste ce que ça permettait de montrer que je trouvais intéressant de manière globale...

Si si c'est très clair et je comprends mieux à présent. Merci pour les infos !

ce sujet est tres passionnant mais j'ai encore quelques questions auxquelles j'arrive pas a trouver une reponse comme la notion de spin
alors R1 si tu as une peu de temps j'aimerais que tu m'explique ca clairement parceque tu as l'air d'avoir bien compris la mecanique quantique
merci

Désolé j'ai mis de côté ta question en me disant que quand j'aurais plus de temps je veindrais y répondre et j'ai oublié ^^
Qu'est-ce qui te pose problème exactement?
Je ne suis pas sûr de pouvoir expliquer quelque chose de clair, juste et cohérent là dessus mais bon je peux essayer.

c'est quoi le spin et pourquoi il ne peut prendre que deux valeurs ?

Je commencerais par te dire attention : le spin ne prend pas que 2 valeurs, ça c'est vrai dans le cas des électrons par exemple, mais pas dans le cas général.
En fait de façon générale pour toutes les particules le spin est quantifié mais dans certains cas il peut prendre beaucoup de valeurs différentes.
Quant à sa nature, je peux essayer une explication mais il faudrait déjà que je sache ce que tu connais sur la définition des moments cinétiques en mécanique quantique. De façon générale, le spin est un moment cinétique, tel qu'il est défini par les relations de commutations entre ses différentes composantes en méca q.
Maintenant parmi ces moments cinétiques il en existe de deux sortes, ceux qui sont dits "orbitaux", qui correspondent au moment cinétique classique associé à un mouvement de rotation d'un corps, et les moments cinétiques de spin qui ne correspondent à rien d'intuitif en classique, qui sont dits "intrinsèques", c'est-à-dire qu'ils caractérisent la particule.
Un spin, comme tout moment cinétique quantique, est caractérisé par deux nombres quantiques : on appelle généralement s le premier, qui code la norme du moment cinétique, et m_s le deuxième qui code la projection du spin sur un axe arbitraire.
Ce que tu démontres en mécanique quantique c'est que s ne peut prendre que des valeurs du type n/2 où n est un entier positif, donc s est positif, entier ou demi-entier. Ensuite tu peux aussi montrer que m_s lui varie par pas de 1 entre -s et +s, il peut donc prendre un nombre fini de valeurs, restreint par s. Ce qu'on donne quand on parle du spin d'une particule c'est le nombre s. Par exemple un électron a un spin 1/2 (s=1/2).
Ceci signifie que dans un type de particules donné, dont on connait le spin, elles ont toutes le même s mais suivant la particule le m_s varie entre -s et +s. D'où le fait que chez les électrons on en rencontre qui ont un spin +1/2 et d'autres -1/2 (la confusion vient du fait qu'on dit "spin" pour s et m_s suivant les cas je pense).
Seulement il faut bien voir que pour des particules de spin (s) 1 par exemple, le m_s peut prendre 3 valeurs (1, 0 ou -1). Et au-delà, étant donné qu'on connait des particules de spin assez élevé (je ne donnerais pas de valeur car je ne suis pas sûr du tout).
Voilà ce que je pense pouvoir dire...

PS: je serais reconnaissant à ceux s'il y en a qui passeront par là en s'y connaissant dans ce domaine et qui voudront bien me corriger si j'ai dit des conneries, ou ajouter des choses si c'est incomplet, car c'est quelque chose de récent pour moi et je ne suis pas très à l'aise pour faire une explication en étant sûr de moi.


Le_passioné dis moi si ça t'a éclairé sur quelque chose ?