Mécanique quantique et les multiples mondes expliqués

La mécanique quantique, c'est un peu le cousin décalé de la physique. Ça plonge dans les petites particules qui composent tout ce qui nous entoure. Si la physique classique est le gars régulier qui fait son jogging tous les matins, la mécanique quantique, c'est celui qui débarque en pyjama, prétend avoir fendu la réalité et lance des dés pour prendre des décisions.

#Entrée en scène de Hugh Everett

Dans les années 50, un gars nommé Hugh Everett a eu une idée audacieuse sur la mécanique quantique, cherchant à donner un sens à certains de ses aspects les plus bizarres. Son concept, connu sous le nom de Formulation de l'état relatif de la mécanique quantique, suggérait que quand tu mesures quelque chose, l'univers ne te donne pas juste un seul résultat. Au lieu de ça, chaque résultat possible existe dans sa propre version de la réalité. C'est comme avoir une série télé avec écran partagé où chaque chaîne montre une fin différente de l'épisode.

#La grande idée : Plusieurs mondes

L'idée d'Everett a mené à ce que beaucoup appellent l'Interprétation des nombreux mondes. Imagine que chaque fois que tu fais un choix, l'univers se divise en différentes versions de lui-même où chaque choix se réalise. Tu choisis une pizza, mais quelque part ailleurs, tu optes pour des sushis. Dans un autre monde, tu n'as même pas commandé de nourriture et tu restes juste à regarder le menu.

#Le scepticisme

Malgré son charme, beaucoup de physiciens se grattaient la tête à propos des idées d'Everett. Ils étaient sceptiques sur la façon de tester cette théorie dans des expériences réelles parce que, soyons honnêtes, qui veut plonger dans un multivers sans gilet de sauvetage ? Le principal reproche était qu'alors que les théories d'Everett étaient intrigantes, elles ne collaient pas bien avec la plupart des expériences en physique. C'était comme essayer de mettre un carré dans un trou rond - ça ne marchait juste pas.

#Les exigences étranges des bonnes observations

Un point clé dans la formulation d'Everett est l'idée d'une "bonne observation". Selon lui, pour qu'une observation compte, elle devait répondre à des critères stricts. La chose que tu observes doit rester inchangée pendant la mesure, ce qui semble raisonnable mais c'est un peu comme dire qu'un magicien peut sortir un lapin d'un chapeau sans jamais retirer le chapeau de la table.

#Le problème des bonnes observations

L'exigence des bonnes observations crée un petit problème. La plupart des observations physiques dans le monde réel impliquent des changements et des interactions. Quand tu regardes un objet, il change d'une certaine manière, même si c'est juste un petit peu. Donc, si les observations doivent se faire sans aucun changement, alors la plupart des expériences scientifiques tomberaient à plat.

#L'exemple fantastique mais imparfait

Everett a fourni un exemple mathématique pour illustrer sa théorie. Il a utilisé un modèle simple pour montrer comment une mesure fonctionne, affirmant que tout pouvait se passer sans changer l'état de l'objet mesuré. Ça sonne bien jusqu'à ce que tu réalises que ça ne fonctionne que si tout se passe parfaitement, ce qui dans le monde de la physique est une occurrence rare, un peu comme trouver une licorne dans ton jardin.

#À la recherche de la réalité

Dans sa quête d'une explication cohérente, Everett a fini par créer un cadre théorique qui, bien que mathématiquement élégant, ne reflétait pas fidèlement la réalité. Beaucoup d'expériences montrent que les particules interagissent et changent d'état, ce qui contredit son idée qu'elles pourraient rester inchangées pendant l'observation.

#L'effet de l'observateur

Ajoutons à la mix quelque chose appelé l'effet de l'observateur. En termes simples, ça signifie qu'en observant quelque chose, tu le changes. Par exemple, si tu regardes une bouilloire bouillir, ça ne bouille pas de la même manière que quand tu n'observes pas. Pourtant, selon Everett, ce changement ne devrait pas se produire pendant une bonne observation, rendant l'effet de l'observateur un peu gênant pour sa théorie.

#Des défis à relever

La formulation d'Everett a quelques obstacles notables. Elle suppose une fonction d'onde universelle, un terme sophistiqué pour une seule onde décrivant toutes les particules de l'univers. Cependant, cette approche ne s'aligne pas avec la physique expérimentale que nous avons observée. C'est comme prétendre qu'un seul livre pourrait expliquer chaque histoire dans chaque bibliothèque - un peu trop ambitieux.

#Le problème de la mesure

L'idée de mesure dans la formulation d'Everett est aussi problématique. Elle suggère que les mesures peuvent se produire sans aucun changement dans l'état de l'objet. Cette restriction signifie que beaucoup de processus physiques que nous observons - des réactions chimiques à la désintégration radioactive - ne sont tout simplement pas capturés. C'est comme si quelqu'un essayait de mesurer la distance jusqu'à la lune avec une règle qui ne mesure que des pouces.

#Le cas du Hamiltonien magique

Un Hamiltonien magique est un terme utilisé en physique pour décrire comment l'énergie évolue dans le temps. Everett semblait sous-entendre qu'il existait un Hamiltonien qui pourrait interagir avec des objets sans les changer, un peu comme une fée marraine agitant une baguette. Cependant, ce tour de magie défie les principes fondamentaux que nous avons observés dans d'innombrables expériences.

#L'effet d'entraînement

Les implications de ces idées se propagent comme des ondulations dans un étang. Si nous prenons les idées d'Everett au pied de la lettre, nous pourrions conclure que chaque événement possible existe quelque part dans un multivers, mais les preuves empiriques de cela restent insaisissables. C'est comme parier sur chaque cheval dans une course et prétendre que tu as gagné peu importe le résultat.

#Retravailler les maths

Beaucoup de physiciens ont depuis travaillé à affiner ou même remplacer les idées d'Everett. Certains ont suggéré que nous devrions reconsidérer les définitions de mesures et d'observations pour tenir compte des vraies interactions que nous voyons au quotidien. C'est un peu un travail de maths, comme jeter un coup d'œil à ta recette quand le gâteau ne monte pas.

#Y a-t-il de l'espoir pour la FSR ?

La question se pose : pouvons-nous sauver la formulation de l'état relatif d'Everett ? Certains soutiennent qu'enlevant les exigences strictes d'une bonne observation, cela pourrait élargir son champ d'application. Mais pour beaucoup, les blessures sont trop profondes. La théorie qu'ils voient est enchaînée à des définitions trop strictes qui ne correspondent pas à notre réalité.

#Un monde sans mesures

Imagine un monde où les mesures ne créent pas de changements. Ça semble un peu attirant jusqu'à ce que tu réalises que ça nie la nature fondamentale de l'observation de l'univers. Sans mesures menant à des changements, chaque expérience scientifique devient inutile, un peu comme essayer de faire des cookies sans ingrédients.

#Conclusion : Une théorie en suspens

Au final, la Formulation de l'état relatif d'Everett en mécanique quantique est un concept audacieux qui brille intensément mais qui peine à trouver un ancrage. Bien qu'elle ouvre la porte à des idées fascinantes sur des réalités multiples, elle se heurte à de gros problèmes lorsqu'il s'agit de s'aligner avec l'univers tangible et en constante évolution dans lequel nous vivons.

Alors, en plongeant dans le monde étrange et fantaisiste de la mécanique quantique, garde ton sens de l'humour à portée de main. La vie dans le multivers a ses hauts et ses bas, et comme il s'avère, même dans un monde d'infinies possibilités, parfois la réponse la plus simple est celle qui a le plus de sens.