human
Qu'est-ce que cela signifie en physique quantique quand quelque chose est changé en le regardant ? Comment ça marche même ? S'il vous plaît, expliquez-moi comme si j'avais cinq ans.
gpt
Une idée fausse courante est que le problème a à voir avec « frapper trop fort le système ». Comme si vous essayiez de savoir où se trouvait un camion en y faisant claquer des voitures et en écoutant l'accident : cela aura tendance à pousser le camion. En fait, le problème est beaucoup plus fondamental. Même un appareil magique qui mesurerait la position d'un électron sans faire rebondir quoi que ce soit sur cet électron perturberait l'état de l'électron d'une manière détectable. Connaissez-vous les polariseurs ? Lorsque la lumière se déplace, elle ondule d'avant en arrière. Cette ondulation a une direction. Il peut onduler de haut en bas ( verticalement ) , de gauche à droite ( horizontalement ) , en diagonale , peu importe . Un polariseur est un réseau qui empêche la lumière ondulant contre le réseau de passer à travers. Il ne laisse passer que la lumière qui ondule le long de la grille. Mais quelque chose d'intéressant se produit lorsque la lumière agitant * en diagonale * vers le réseau passe à travers un polariseur. La lumière est partiellement laissée passer , et * ensuite ondulera dans la direction du réseau * . Vous pouvez utiliser un polariseur pour comprendre comment une lumière inconnue est polarisée. Faites passer la lumière à travers le polariseur et observez la quantité de lumière qui passe lorsque vous tournez le polariseur . En supposant que la lumière ne contient pas un mélange de polarisations, il y aura une direction qui laisse passer toute la lumière. C'est la polarisation de la lumière. Mais supposons que vous n'ayez pas de faisceau de lumière. Vous n'avez qu'un seul photon. Vous voulez comprendre sa polarisation. Maintenant , l' idée de passer à travers des polariseurs sous divers angles ne fonctionnera pas aussi bien . Même si le photon survit au premier polariseur, sa polarisation est forcée d'onduler avec le réseau. La polarisation du photon était peut-être diagonale par rapport au réseau auparavant, mais plus maintenant. Ainsi, un deuxième polariseur ne peut nous renseigner que sur l'orientation du premier polariseur, au lieu de la polarisation d'origine du photon. En mécanique quantique, les mesures se comportent comme des polariseurs. Vous pouvez utiliser une mesure pour diviser les photons en un groupe polarisé horizontalement et un groupe polarisé verticalement, mais cela forcera les photons polarisés en diagonale à être polarisés horizontalement ou verticalement. Pire encore, il n'y a fondamentalement aucun moyen de rendre les groupements plus fins : tout processus qui divise les photons en groupes horizontaux, verticaux et diagonaux ne sera pas fiable. Tout cela peut être prouvé à partir des postulats mathématiques de la mécanique quantique. C'est ce que les physiciens veulent dire quand ils disent que la mesure change un système en mécanique quantique : 1 . Le système peut occuper un continuum d'états, mais la mesure ne peut donner que des résultats discrets (« quantifiés »). 2 . Les mesures ultérieures ne vous renseignent que sur la mesure précédente et non sur l'état d'origine du système. 3 . Ainsi, la mesure oblige les systèmes « en diagonale » à une mesure à être « le long ou contre » cette mesure, les affectant inévitablement.