Une équipe de scientifiques a récemment mené une expérience passionnante de physique quantique leur permettant de démontrer que la réalité pourrait bien être réelle.
Eh bien, tout le monde n’applaudit pas en même temps. C’est en fait un exploit scientifique incroyable.
Commençons par une question simple. Comment démontrer que la réalité est réelle ? Vous pouvez vous pincer. Mais cela ne fait que démontrer que vous êtes capable de percevoir la douleur.
Les personnages fictifs peuvent ressentir de la douleur, donc cela ne nous donne rien sur quoi continuer.
En fait, comme je l’ai écrit dans une récente newsletter Neural, nous ne pouvons pas être sûrs à 100% que nous ne vivons pas dans un univers sosie ou une simulation. Et, à cause de cela, il n’y a aucun moyen pour nous d’être certains que nous ne sommes pas nous-mêmes des personnages fictifs.
Cependant, pour les besoins de la discussion, supposons simplement que nous sommes réels et que notre univers existe réellement. Si c’est vrai, nous devrions être en mesure de démontrer – d’une manière ou d’une autre, aussi étrange soit-elle – que notre réalité est, en fait, objective.
Le problème est que la réalité n’est pas aussi simple que notre capacité à la percevoir. Ce que vous ou moi vivons comme réalité objective peut différer considérablement.
Faire de la science
Afin de vraiment déterminer s’il existe une réalité objective, nous devons concevoir un moyen de démontrer son existence sans nous fier à nos observations.
Nous avons déjà établi que nos sens n’ont aucun sens ici. Ce dont nous avons besoin, ce sont des mesures.
Et c’est exactement ce que l’équipe de scientifiques susmentionnée, dirigée par le physicien brésilien Pedro Dieguez, a entrepris de faire lorsqu’ils ont mené l’expérience qui, un jour, pourrait être considérée comme la clé de voûte de notre quête pour définir et démontrer le réalisme physique objectif. .
Selon le célèbre article de recherche :
Nous montrons que, contrairement aux propositions précédentes, notre configuration assure un lien formel entre la visibilité de sortie et les éléments de réalité au sein de l’interféromètre.
Une preuve de principe expérimentale est fournie pour un système à deux spins 1/2 dans une configuration interférométrique implémentée dans une plate-forme de résonance magnétique nucléaire.
Nous discutons de la manière dont nos résultats valident, dans une large mesure, la formulation originale de Bohr du principe de complémentarité et dévoilent des états de réalité en mutation.
Je suis désolé, quoi?
Bon, revenons un peu en arrière et amusons-nous à comprendre ce que tout cela signifie.
Mesurer la réalité est une entreprise délicate. Nous ne pouvons pas sortir de la réalité pour saisir un instantané de ce à quoi ressemble la vérité sur le terrain. Nous sommes essentiellement comme des poissons dans un aquarium scellé essayant de comprendre ce qui est au-delà des limites de notre perception.
C’est là qu’interviennent la mécanique quantique et le prix Nobel Niels Bohr.
Nous pouvons imaginer notre univers comme englobant tous les objets physiques existants, y compris nous.
La physique quantique nous dit que si nous zoomons sur quoi que ce soit dans notre univers, nous finirons par dévoiler un monde complexe composé de minuscules objets qui interagissent d’une manière que nous ne pouvons pas observer dans notre réalité quotidienne.
Mais voici le problème : si nous pouvons déterminer comment les objets agissent à de très, très petites échelles, nous devrions être capables de déterminer comment l’univers fonctionne à des échelles très, très massives.
Bohr semblait croire qu’il n’y avait pas beaucoup de différence entre les deux comme la physique newtonienne nous amènerait à le croire.
Commencé à partir du quantum, maintenant nous sommes ici
L’une des découvertes les plus importantes que nous ayons faites concernant la physique quantique est le fait que certains objets peuvent fonctionner à la fois comme des ondes et des particules.
La façon la plus simple de visualiser cela est d’imaginer la fameuse expérience de la double fente. Essentiellement, vous tirez un faisceau de lumière sur un morceau de carton avec deux fentes. Étant donné que le faisceau est plus grand que les fentes, les photons – les minuscules éléments dont la lumière est faite – doivent trouver comment se faufiler à travers les fentes pour pouvoir briller de l’autre côté.
Si la lumière était constituée uniquement de particules, nous nous attendrions à ce qu’elle souffle à travers les fentes et affiche une image solide sur un fond derrière le carton. Et s’il était constitué uniquement d’ondes, nous ne serions pas en mesure de mesurer les photons individuels en tant que particules discrètes.
Comme le dit mon collègue Napier Lopez :
Merci à Thomas Young double fente expérience, nous savons bien que la lumière se comporte comme une onde. Si vous pointez un faisceau de lumière sur un morceau de papier avec deux fentes d’une taille particulière, cela démontrera un motif d’interférence de l’autre côté. Ce comportement ne peut se produire que si la lumière se comporte comme une onde, car le motif est causé par les interférences constructives et destructrices auxquelles vous vous attendez lorsque les ondes interagissent.
D’autre part, l’article fondateur d’Einstein de 1905 sur la effet photoélectrique mathématiquement prouvé que la lumière vient en paquets discrets : les particules. Cela a jeté une boule de courbe dans la physique, étant donné que l’expérience à double fente avait été reproduite pendant plus de cent ans à ce moment-là.
Il s’avère que des expériences ultérieures ont montré que même si vous tirez des particules simples à travers une double fente, elles montreront toujours un motif d’interférence de l’autre côté. La seule explication est que les éléments constitutifs fondamentaux de l’univers présentent les propriétés des particules et des ondes.
Pas d’accord en science
Cela a conduit de nombreux scientifiques à croire à ce qu’on appelle «l’effondrement de la fonction d’onde». Ceci, essentiellement, dit que le potentiel quantique – le moment où quelque chose peut être une chose ou une autre – s’effondre dans ce qu’il deviendra éventuellement.
Si vous lancez une pièce, elle a le potentiel d’atterrir sur pile ou face jusqu’à ce que vous observiez son atterrissage et que vous déterminiez le résultat réel. L ‘«atterrissage», dans ce cas, serait quelque peu analogue à l’effondrement de la forme d’onde.
Mais notre pote Niels Bohr avait un point de vue légèrement différent appelé le principe de complémentarité. Il n’a jamais parlé d’effondrement quantique ; au lieu de cela, il croyait que les objets avaient des paires de principes complémentaires qui ne pourraient jamais être mesurés simultanément. Cela expliquait la nécessité de deux ensembles différents de physique, mais cela ne résolvait pas le problème de la réunion des mesures classiques et quantiques.
Les scientifiques qui ont mené l’expérience moderne ont peut-être validé le principe de Bohr en utilisant une solution de contournement intelligente – quelque chose qui n’a jamais été fait auparavant – tout en faisant allusion à la réalité objective.
La réalité, pour de vrai
Nous savons que nous ne pouvons actuellement pas voir la réalité objective du point de vue d’un étranger. Et Bohr nous dit que nous ne pouvons pas mesurer la particule et la fonction d’onde d’un objet quantique en même temps.
Mais ce que nous pouvons faire, c’est procéder à une ingénierie inverse d’un résultat quantique afin de démontrer une facette de la réalité qui confirme simultanément la fonction des ondes et des particules sans observation. C’est du moins la prémisse avancée par l’équipe de Dieguez.
Selon le document de synthèse :
Notre démonstration expérimentale montre sans doute, pour la première fois (à notre connaissance), la possibilité de superposer véritablement des éléments ondulatoires et particulaires de la réalité à un degré arbitraire.
En employant les figures de mérite RW, P (ρ), qui reposent uniquement sur le contexte local temporel défini par l’état composite ρ et les observables {W, P}, respectant ainsi les prémisses de la mécanique quantique standard, notre modèle évite la rétro-causalité inférences et décrire convenablement « le tout ».
Un récapitulatif pour les âges
Dieguez et leur équipe ont essentiellement forcé un système quantique à valider une partie du principe de Bohr. Nous pouvons dire avec une certitude quasi totale qu’il est possible de démontrer des résultats classiques grâce à des mesures quantiques.
Et, à partir de là, les physiciens devraient être en mesure de concevoir d’autres expériences pour brouiller les frontières entre la physique quantique et la physique classique.
Cela pourrait potentiellement conduire à une grande théorie unifiée qui comblerait les vides entre le monde quantique, où les choses peuvent se téléporter, être à deux endroits à la fois et faire un cycle entre les états de la matière sans utiliser d’énergie, et la classique où ce qui monte doit descendre.
Cette unification n’est pas seulement le problème le plus important en physique, c’est le Saint Graal de la science.
Si nous pouvons appliquer notre capacité à observer les effets quantiques au cosmos dans son ensemble, et concilier ces observations avec notre réalité classique, nous pourrons peut-être déterminer exactement de quoi est fait l’univers, combien il y en a et ce que notre vraie position relative en elle est.
Ce travail pourrait être un tremplin sur le chemin de cette illumination. Nous pourrons peut-être un jour découvrir exactement ce qu’il y a en dehors de l’aquarium dans lequel nous nageons.