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Comment les physiciens enchevêtrent-ils les particules dans l'intrication quantique ? Je sais que deux particules intriquées quantiques sont liées l'une à l'autre lorsqu'elles sont mesurées. Mais comment sont fabriquées ces particules ? S'il vous plaît, expliquez-moi comme si j'avais cinq ans.
gpt
C'est une excellente question et très difficile à expliquer au niveau de l'école élémentaire. Cela dit, commençons par dire que deux particules sont considérées comme intriquées lorsque leurs corrélations satisfont les inégalités de Bell. Cela ne répond pas comment l'expliquer sans savoir ce que sont les corrélations ou les inégalités en cloche, mais c'est la définition technique de travail. Imaginez deux particules lumineuses séparées par une très grande distance et mesurez leurs polarisations. S'ils sont si éloignés que la lumière n'a pas pu passer entre eux pendant le temps qu'il vous a fallu pour mesurer leur polarisation, ET qu'il existe une relation entre les deux polarisations, alors ils sont intriqués. Nous savons donc comment savoir s'ils sont emmêlés . Alors, comment fait-on pour les emmêler ? L'une d'entre elles est l'interférence quantique. En mécanique quantique, « l'état » d'une particule est représenté par une « fonction d'onde ». Contrairement à une onde électrique, il n'y a rien que nous sachions qui agite réellement. Il vous indique cependant la probabilité de mesurer une particule ou les propriétés d'une particule. Puisqu'il s'agit d'une onde, cependant, il possède des propriétés ondulatoires comme les interférences. Si une crête et un creux s'alignent, l'amplitude des vagues passe à zéro à ce point. Une expérience où ils ont testé cela était l'expérience « Hong-Ou-Mandel ». Ils ont envoyé deux photons identiques des deux côtés d'un « séparateur de faisceau » (un dispositif qui divise la lumière 50:50) et ont mesuré la fréquence à laquelle les deux photons sortaient de côtés différents ou du même côté. Il s'avère que le chemin par lequel les photons sortent de différents côtés (puisqu'il y a deux manières pour que cela se produise) s'annule, et vous n'en voyez jamais que deux sortir de chaque côté. L'état final du système est intriqué : les deux états de sortie possibles sont dans une « superposition » égale. Il existe cependant d'autres manières d'enchevêtrer des particules. Un autre phénomène d'intrication couramment cité est celui du positronium (un électron et son antiparticule en orbite l'un autour de l'autre). Lorsque l'électron et le positron (anti-électron) s'annihilent, ils ont une certaine probabilité d'émettre deux photons dans des directions opposées avec des polarisations inconnues mais corrélées. Autrement dit, lorsque vous mesurez les deux photons, ils auront toujours des polarisations à 90 degrés l'un par rapport à l'autre, quelle que soit leur distance.