Certaines interprétations de la mécanique quantique suggèrent que tout notre univers est décrit par une seule fonction d’onde globale qui se divise et se multiplie constamment, produisant une nouvelle réalité pour chaque interaction quantique possible. C’est une déclaration très audacieuse. Alors, comment y arriver?
L’une des premières réalisations de l’histoire de la mécanique quantique est que la matière a une propriété ondulatoire. Le premier à le suggérer fut le physicien français Louis de Broglie, qui affirma que chaque particule subatomique est associée à une onde, tout comme La lumière peut agir comme une particule et une onde.
Cette idée extrême a été rapidement confirmée par d’autres physiciens, notamment dans les expériences où elle a été menée Électrons Puces fines dispersées avant d’atterrir sur la cible. La façon dont les électrons se sont dispersés était plus caractéristique de l’onde que de la particule. Mais alors une question s’est posée : Qu’est-ce qu’une onde de matière exactement ? De quoi ça a l’air?
à propos de: Vivons-nous dans un monde quantique ?
Les premiers théoriciens quantiques tels qu’Erwin Schrödinger croyaient que les particules elles-mêmes étaient étalées dans l’espace sous la forme d’une onde. Il a développé sa célèbre équation pour décrire le comportement de ces ondes, qui est encore utilisée aujourd’hui. Mais l’idée de Schrödinger s’est heurtée à d’autres tests expérimentaux. Par exemple, bien que l’électron se comporte comme une onde à mi-vol, lorsqu’il touche une cible, il descend comme une seule particule comprimée, de sorte qu’il ne peut pas réellement se dilater dans l’espace.
Au lieu de cela, une explication alternative a commencé à émerger. Aujourd’hui, nous l’appelons l’interprétation de Copenhague de la mécanique quantique, et c’est de loin l’interprétation la plus populaire parmi les physiciens. Dans ce modèle, la fonction d’onde – le nom que les physiciens donnent à la propriété ondulatoire de la matière – n’existe pas vraiment. Au lieu de cela, c’est une manière mathématique que nous utilisons pour décrire un nuage de possibilités de mécanique quantique où nous pourrions trouver une particule subatomique la prochaine fois que nous irons à sa recherche.
chaînes enchevêtrées
Mais l’interprétation de Copenhague souffre de plusieurs problèmes. Comme Schrödinger lui-même l’a souligné, on ne sait pas comment la fonction d’onde passe d’un nuage de possibilités avant la mesure à la simple absence du moment où nous observons.
Alors peut-être qu’il y a quelque chose de plus important dans la fonction d’onde. Ils peuvent être aussi réels que toutes les particules elles-mêmes. De Broglie a été le premier à suggérer cette idée, mais a finalement rejoint le camp de Copenhague. Des physiciens ultérieurs, comme Hugh Everett, se sont à nouveau penchés sur le problème et sont arrivés aux mêmes conclusions.
Rendre la fonction d’onde réelle résout ce problème de mise à l’échelle dans l’interprétation de Copenhague, car cela empêche la mise à l’échelle d’être ce processus super-spécifique qui détruit la fonction d’onde. Au lieu de cela, ce que nous appelons une mise à l’échelle n’est en réalité qu’une longue série de particules quantiques et de fonctions d’onde qui interagissent avec d’autres particules quantiques et fonctions d’onde.
Si vous construisez un détecteur et lui lancez des électrons, disons, au niveau subatomique, l’électron ne sait pas qu’il est mesuré. Il frappe simplement les atomes sur l’écran, qui envoie un signal électrique (fait de plus d’électrons) à travers un fil, qui interagit avec un écran, qui émet des photons qui entrent en collision avec les particules dans vos yeux, et ainsi de suite.
Dans cette image, chaque particule a sa propre fonction d’onde, et c’est tout. Toutes les particules et toutes les fonctions d’onde interagissent comme elles le font normalement, et nous pouvons utiliser les outils de la mécanique quantique (comme l’équation de Schrödinger) pour faire des prédictions sur leur comportement.
fonction d’onde globale
Mais les particules quantiques ont une propriété vraiment intéressante en raison de leur fonction d’onde. Lorsque deux particules interagissent, non seulement l’une entre en collision avec l’autre ; Pendant une brève période, leurs fonctions d’onde se chevauchent. Lorsque cela se produit, vous ne pouvez plus avoir deux fonctions d’onde distinctes. Au lieu de cela, vous devriez avoir une seule fonction d’onde qui décrit les deux particules simultanément.
Lorsque les particules se séparent, elles conservent toujours cette fonction d’onde uniforme. Les physiciens appellent ce processus Intrication quantique – quoi ou quoi Albert Einstein C’est ce qu’on appelle « l’action effrayante à distance ».
Lorsqu’on retrace toutes les étapes de la mesure, il ressort une série d’enchevêtrements provoqués par l’interférence des fonctions d’onde. L’électron s’emmêle avec les atomes dans l’écran, qui s’emmêle avec les électrons dans le fil, et ainsi de suite. Même les particules de notre cerveau y sont empêtrées un terrainavec toute la lumière qui va et vient de notre planète, jusqu’à chaque particule de l’univers enchevêtrée avec toutes les autres particules de l’univers.
A chaque nouvel enchevêtrement, vous avez une fonction d’onde qui décrit toutes les particules assemblées. Ainsi, la conclusion évidente de faire de la fonction d’onde une réalité est qu’il n’y a qu’une seule fonction d’onde qui décrit l’univers entier.
C’est ce qu’on appelle l’interprétation « à plusieurs mondes » de la mécanique quantique. Il obtient ce nom lorsque nous demandons ce qui se passe pendant le processus de surveillance. En mécanique quantique, nous ne savons jamais ce que fera une particule – parfois elle peut monter, parfois elle peut descendre, etc. Dans cette interprétation, chaque fois qu’une particule quantique interagit avec une autre particule quantique, la fonction d’onde globale se divise en plusieurs sections, avec différents univers contenant chacun des différents résultats possibles.
et c’est Comment obtenir un multivers. En travaillant simplement sur des particules quantiques enchevêtrées les unes avec les autres, vous obtenez plusieurs copies de l’univers qui se forment encore et encore tout le temps. Chacun est identique, à l’exception d’une infime différence dans un processus quantique aléatoire. Cela signifie qu’il existe plusieurs versions de vous lisant cet article maintenant, toutes assez similaires à l’exception de quelques détails quantitatifs subtils.
Cette interprétation a aussi des difficultés – par exemple, comment se déroule cette scission dans la réalité ? Mais c’est une façon radicale de voir l’univers et une démonstration de la puissance de la mécanique quantique en tant que théorie – ce qui a commencé comme un moyen de comprendre le comportement des particules subatomiques peut contrôler les propriétés de l’univers entier.
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