Expérience de Stern et Gerlach

L’expérience de Stern et Gerlach a permis de révéler l’existence du spin, caractéristique spécifiquement quantique. Elle est considérée comme une « mesure » du spin. Or, comme nous le verrons, ce n’est pas une mesure au sens habituel du terme car le spin est transformé par l’appareil de mesure. Cette expérience est ainsi la clé de la compréhension du phénomène de mesure en mécanique quantique. De nombreuses questions découlent de son interprétation: Comment comprendre la mesure du spin qui semble aléatoire d’après les postulats de la mécanique quantique? Peut-il y avoir une explication déterministe? Comment comprendre la superposition quantique ? le chat de Schrödinger existe-t-il? Le Qubit de l’ordinateur quantique existe-t-il? Que faut-il penser des théorèmes d’impossibilité de variables cachées comme le théorème de Kochen-Specker qui élimine l’existence de variables à valeurs prédéterminées avant la mesure ?

Pour répondre à ces questions, nous partirons de l’expérience historique de Stern et Gerlach que nous analyserons en détail et dont nous proposons une simulation numérique. Nous verrons comment cette expérience, ainsi que les expériences comportant une succession de deux ou trois appareils de Stern et Gerlach, s’explique simplement dans l’interprétation de Broglie-Bohm.

« This experiment illustrates in a dramatic manner the necessity for a radical departure from the concepts of classical mechanics. »

J.J.Sakurai

Nos articles

« Mesure » du spin ?

Decoherence time and spin measurement in the Stern-Gerlach experiment, Foundations of Probability and Physics-6 (Växjö, Sweden, Juin 2011), AIP Conf. Proc. 1424, pp.116-120, 2012, link, draft.

Superposition quantique et ordinateur quantique

Quantum computer feasibility and quantum mechanics interpretation, Annales de la Fondation Louis de Broglie, vol. 34 n°2, 2009, pdf.

Spinor with spatial extension and quantum computer feasibility, Frontiers of Fundamental Physics (FFP11), 6-10 July 2010, Paris, France; AIP Conf. Proc. 1446, 371-379, 2012, link, draft (manque), presentation.

 

L’expérience historique de Stern et Gerlach (en construction)

Stern-Gerlach2fig5-1-7_schemaexperience_SetG

Interprétation de l’expérience (en construction)

  1. La représentation du spin par un spineur ayant une extension spatiale (en préparation)
  2. Le spin, une variable à valeurs non prédéterminées (comme jouer à pile ou face dans l’espaceLe spin est-il une variable à valeur prédéterminée ?
  3. Comment s’effectue la mesure du spin (en construction)
  4. Explication des expériences comportant 2 ou 3 mesures successives (en construction)
  5. Conclusion (en construction)

fig5-4color_traj_SetG_meme_polarisation

fig5-2_ddp_SetG  fig5-5_traj_SetG_simple_N&B

Le chat de Schrödinger, le Qubit et l’existence de l’ordinateur quantique (en construction)

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