Paradoxe de de Broglie

Le dernier et probablement le moins cité dans la littérature quantique est le paradoxe de Broglie, voici une brève description:

Considérons une particule, un électron par exemple, qui se trouve dans une boite avec des parois réfléchissantes (totalement) et y est à demeure, sans interaction avec le reste. Il est représenté par une fonction d'onde psi. La probabilité associée, de trouver cet électron dans le volume total de la boite est définie par P et égale à 1.

Si par un processus simple et réel mais qui ne perturbe pas la fonction d'onde initiale de l'électron, nous pouvions diviser la boite en deux parties identiques. Ceci impliquerait que l'électron aura deux nouvelles possibilités d'exister dans le volume, donc deux nouvelles fonctions d'ondes psi1 et psi2 décrivant cette évolution particulière. On aura un changement fondamental puisque la probabilité initiale se bifurque en deux aussi,c-à-d une probabilité d'être à gauche de la paroi et une autre à droite. Notons ces probabilités respectivement par P1 et P2. Ici il est inutile de savoir si on peut effectuer d'autres expériences particulières car on se réserve à cette forme d'hypothèses. Nous sommes bien d'accord qu'avant toute manipulation, les "deux parties" de l'électron sont contenues réellement dans les deux boîtes !

Maintenant on emménage chaque partie indépendante vers un lieu éloigne, disons Paris, de l'autre partie qui est transportée à Tokyo. On peut faire une vérification sur l'existence de l'électron dans une partie précise si oui ou non il s'y trouve, après avoir vérifier pour la deuxième, le contraire. Cela reste plausible pour l'esprit de l'expérimentateur qui pense "quantiquement" que l'électron ne peut se trouver que dans une section après l'avoir "découverte" mais pas simultanément dans les deux à la fois. De Broglie nous invite à remettre cette certitude en cause, d'emblée, car si on découvre l'électron à Paris, on est "certain" de la négativité du résultat suivant à Tokyo et vice versa.

Mais une telle affirmation nous pousse - ou nous soumet - à penser que dès qu'elle est attrapée à Paris, la "deuxième partie" de l'électron disparaîtra de Tokyo et viendra instantanément se joindre à la première, pour reformer l'ancien électron, donc on le trouvera intact d'une quelconque "fission" subie par la division de la fonction d'onde psi. L'observation semble jouer le rôle crucial sur cette manifestation spéciale de la pensée physique de la mécanique quantique sur l'état de l'électron juste avant et après l'observation. Le paradoxe est énoncé par cette incapacité à décrire correctement ce qui ce passe pour une telle particule, ce qui traduit le paradoxe de De Broglie.

Notes et références

• F.Selleri, Le Grand Débat de La Théorie Quantique, édition Flammarion.

Voir aussi

• Louis de Broglie

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