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Max Born, l’un des premiers physiciens quantiques des années 1920 et 1930, a proposé qu’entre les détections, les particules quantiques forment une « onde de probabilité ». Ce
vue est une variation de l’interprétation de Copenhague de la mécanique quantique. Afin d’expliquer le sens de Born, il est nécessaire de se concentrer sur un aspect clé de l’interprétation de Copenhague, la dualité onde-particule.
Dualité onde-particule
Selon l’interprétation de Copenhague, les particules atomiques et subatomiques agissent parfois comme des particules et parfois comme des ondes. C’est ce qu’on appelle la « dualité onde-particule ». Un électron, par exemple, lorsqu’il est détecté, est sous sa forme de particule localisée. Mais entre les positions détectées, un électron est sous sa forme d’onde. Cette forme est décrite mathématiquement par une équation appelée « fonction d’onde ». »
L’un des passifs de l’interprétation de Copenhague est qu’il est facile de mal le caractériser. Et c’est exactement ce que je viens de faire. En fait, l’interprétation de Copenhague dit que nous ne pouvons pas savoir ou dire quoi que ce soit sur l’électron entre deux détections. Nous devrions tomber dans le silence et simplement pointer du doigt les équations. C’est parce que nous ne pouvons pas observer l’électron, même en principe, entre deux détections, Une détection, après tout, nécessite d’observer.
Copenhague insiste : « Pourquoi la science devrait-elle aborder un comportement que nous ne pouvons jamais, en principe, observer ? Mieux vaut l’ignorer, Mieux encore, dire qu’il n’existe même pas ! ». Niels Bohr aurait dit : « Il n’y a pas de monde quantique. Il est faux de penser que la tâche de la physique est de découvrir comment est la nature. La physique concerne ce que nous pouvons dire de la nature. »
Donc, selon Copenhague, nous pouvons seulement dire qu’une équation appelée « fonction d’onde » s’applique lorsque l’électron n’est pas détecté. Une autre approche consiste à dire que « l’état d’onde de l’électron » est une métaphore, et non une description de la réalité physique.
La fonction d’onde aboutit au schéma d’interférence d’onde que les électrons manifestent dans des expériences comme l’expérience de la double fente. En physique classique, un motif d’interférence d’onde signifie qu’une onde est détectée. Mais, pour reprendre le thème, dans l’interprétation de Copenhague, le schéma d’interférence des ondes ne signifie rien sur la nature de la réalité. Tout ce que nous pouvons dire est qu’une expression mathématique, la fonction d’onde, prédit avec succès les résultats expérimentaux.
L’onde de probabilité
Max Born avait un point de vue divergent de celui de Niels Bohr. Born voyait la fonction d’onde comme décrivant une onde réelle. Il l’a appelée « onde de probabilité », et ce terme est toujours utilisé. Born pensait que si le calcul de la fonction d’onde donne les probabilités de l’endroit où la particule est susceptible d’être détectée, il doit décrire la cause de la position de la particule. Et si elle cause quelque chose, elle doit être réelle.
Cependant, Born n’a pas réussi à cerner la nature exacte d’une « onde de probabilité ». Qu’est-ce qu’une onde ? Comment disparaît-elle de chaque point de l’univers simultanément au moment où la particule associée est détectée ? Bien qu’il soit courant pour les physiciens d’utiliser le terme « onde de probabilité », sa signification reste indéfinie à ce jour.
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