Le prix Nobel de physique 2022 attribué à la non-localité !

^{Les trois lauréats du prix Nobel de physique 2022, pour leurs expériences sur les particules intriquées qui ont permis d'établir les violations de l'inégalité de Bell et d'ouvrir la voie à la science de l'information quantique. De gauche à droite : Alain Aspect, John Clauser et Anton Zeilinger. Crédit : Le prix Nobel de physique, 2022}

^{Par. Inés Urdaneta, physicienne à la Resonance Science Foundation}

Nous sommes ravis de l'annonce du prix Nobel de physique de cette année, car le sujet concerné est extrêmement pertinent dans le contexte de notre théorie de la physique unifiée.

L'intrication quantique, appelée par Albert Einstein "action fantôme à distance", trouve son origine dans une expérience de pensée d'Albert Einstein, Boris Podolsky et Nathan Rosen, basée sur une discussion concernant l'impossibilité apparente de la mécanique quantique à fournir une description complète de la réalité. Cette impossibilité était due au principe d'incertitude d'Heisenberg, qui postule que la position et la quantité de mouvement des particules quantiques ne peuvent être mesurées simultanément, et que l'augmentation de la certitude d'une des variables diminue d'autant la certitude de l'autre variable, puisque dans la mécanique quantique, il existe une limite en dessous de laquelle ces variables ne sont plus indépendantes les unes des autres.

Dans cette expérience de pensée appelée paradoxe EPR, deux particules A et B sont dans un hypothétique état intriqué (état corrélé). Bien qu'il soit impossible de mesurer exactement la quantité de mouvement et la position de la particule B, il est possible de mesurer la position exacte de la particule A et, par calcul, d'en déduire la position exacte de la particule B. Il en va de même pour la quantité de mouvement exacte de la particule A ; la quantité de mouvement exacte de la particule B peut être déterminée. On peut donc connaître les valeurs exactes de la position ou de la quantité de mouvement de la particule B sans avoir à la perturber ou à interagir avec elle. Et comme l'information ne peut pas voyager plus vite que la vitesse de la lumière, la possibilité que les deux particules communiquent pour s'informer mutuellement et réagissent de manière à préserver la corrélation, violerait la théorie de la relativité d'Einstein.

De plus, l'argument principal d'Einstein était indépendant du choix de la mesure (position ou quantité de mouvement) effectuée sur la particule A, se concentrant plutôt sur le fait que le phénomène viole la localité (il pensait que les éléments de la réalité sont locaux ou en correspondance avec un certain point de l'espace-temps, qui ne peut être influencé que par des événements dans le cône de lumière -ou le passé- de son point dans l'espace-temps), donc, l'état de B ne pouvait pas dépendre de la mesure de A. Si nous supposons la localité, les états quantiques ne peuvent pas être en correspondance biunivoque avec les états réels, et donc, la théorie quantique n'est pas complète et des variables cachées locales sont en jeu. L'idée que la mécanique quantique était incomplète et dirigée par des variables cachées locales n'a pas plu à Niels Bohr, l'un des principaux fondateurs de la mécanique quantique, et ils ont vivement discuté de la question.  

Bohr a soutenu que les états des particules quantiques ne sont pas fixés par une variable cachée que nous sommes incapables de mesurer, et qu'ils se trouvent réellement dans une superposition d'états possibles jusqu'à ce qu'une mesure réduise la fonction d'onde à l'une des possibilités. Einstein a insisté sur la théorie des variables cachées, qui impliquerait que la bizarrerie quantique résulte de notre ignorance de ces variables cachées, et donc que nous devions nous en tenir à une interprétation probabiliste de l'effondrement d'une fonction d'onde de la mécanique quantique, en l'absence d'un meilleur modèle.

Pour plus d'informations sur l'histoire de l'intrication, nous vous recommandons la vidéo ci-dessous.

L'accent a été mis sur l'étude de la nature de la non-localité dans la mécanique quantique. David Bohm a développé la première théorie à variables cachées en 1951 - l'expérience de pensée EPR-Bohm utilisant des paires électron-positron - et a prédit un comportement non local important. En 1964, John S. Bell a cherché à savoir s'il était effectivement possible de résoudre le problème de la non-localité à l'aide de variables cachées, et ses recherches ont montré que les corrélations trouvées dans les deux versions précédentes du paradoxe (EPR et Bohr) pouvaient effectivement être expliquées de manière locale à l'aide de variables cachées. Cependant, les corrélations montrées par sa propre version du paradoxe, qui établissait les inégalités dites de Bell, ne pouvaient être expliquées par aucune théorie locale à variables cachées. Ce second résultat est connu sous le nom de théorème de Bell. Pour violer le théorème, les corrélations mesurées entre les particules quantiques doivent être supérieures au seuil établi par l'inégalité de Bell, ce qui implique la présence de variables cachées locales. La mécanique quantique devrait violer ce théorème, pour préserver la complétude (au moins en ce qui concerne les variables cachées locales).    

Des versions des inégalités de Bell ont pu être testées expérimentalement. John Clauser et le regretté Stuart Freedman ont été les premiers à prouver expérimentalement en 1972 que l'intrication n'était pas une simple expérience de pensée. Leurs résultats violaient le théorème de Bell, ils étaient en désaccord avec les variables cachées locales, comme toutes les expériences réalisées depuis lors. L'"étrangeté" était réelle - bien que ce ne soit pas celle proposée par Einstein sur la base des variables cachées -, car la non-localité était prouvée ; c'était un aspect fondamental de la nature. Alain Aspect et son équipe ont réalisé des expériences plus précises au début des années 1980, confirmant les résultats de Clauser dans des conditions et des montages expérimentaux plus robustes et rigoureux.  

Néanmoins, le point critique reste de garantir un caractère aléatoire complet afin de disposer de données de base fiables à comparer aux corrélations issues de l'intrication. Et seules des mesures réellement indépendantes les unes des autres (aucune communication possible entre elles) permettent de faire abstraction des variables cachées locales. C'est là que les travaux d'Anton Zellinger ont complété le tableau à ce niveau.

La non-localité a donc été prouvée sans aucun doute. La question de savoir si cette non-localité réside dans la mécanique quantique elle-même ou dans un autre type de théorie des variables cachées qui la sous-tend (variables cachées non locales) fait toujours l'objet d'un débat.

Pourtant, une question plus fondamentale demeure non résolue. La mécanique quantique a prédit l'intrication, mais comme l'affirme le titre de l'article de Science dans l'image ci-dessous, le mécanisme expliquant un tel comportement reste méconnu de la physique actuelle.  Il est désormais formellement établi que les particules intriquées sont décrites par des états quantiques qui ne peuvent être décrits comme une combinaison des particules indépendantes, elles deviennent un objet unique. Elles semblent suivre un principe d'incertitude de second degré où elles ne sont plus indépendantes les unes des autres.  Mais comment cela se produit-il ?

Même si la violation des inégalités de Bell par la mécanique quantique semble prouver qu'il s'agit d'une théorie complète (au moins en ce qui concerne les variables cachées locales), il est évident qu'il manque quelque chose à cette théorie, car elle est incapable de fournir une compréhension complète du mécanisme à l'origine de l'intrication. Elle prédit l'intrication, mais n'explique pas comment elle se produit. Einstein avait raison, la mécanique quantique ne raconte pas toute l'histoire du monde quantique, ce n'est pas une théorie complète.  

Et il est clair que quelque chose doit manquer puisque la physique dominante actuelle n'a pas atteint la gravité quantique. Il est logique de penser que des variables et des mécanismes non locaux sont en jeu. C'est là que le modèle holographique généralisé, développé par Nassim Haramein, clôt véritablement le sujet. Ses travaux montrent qu'il existe une connexion et un flux d'informations entre des systèmes à des échelles très différentes, qui obéissent tous à la solution de Schwarzschild des équations de champ d'Einstein concernant des trous noirs sphériques non rotatifs et non chargés. Parmi ces systèmes, on trouve des protons, des étoiles, des trous noirs cosmologiques, l'univers ...

Les mêmes valeurs exactes obtenues à partir de la solution de Schwarzschild pour ces systèmes, sont également obtenues avec la solution de masse holographique dérivée par Haramein ; une équation quantifiée en termes d'unités de volume - appelées Unités Sphériques de Planck ,USP ou Planck Spherical Units, PSU en anglais-, qui discrétisent l'espace à l'échelle très fine de Planck, avec la possibilité que le PSU fonctionne comme une terminaison de trou de ver. D'après ses calculs, la surface du proton possède 10 puissance 40 PSU ou terminaisons de vortex à sa surface, de sorte que l'information du volume n'est pas seulement le résultat de la liaison information/entropie de surface de l'environnement local, mais peut également être non locale, en raison de ces interactions de vortex comme celles proposées par une conjecture (connue sous le nom de conjecture ER=EPR) dans laquelle les intérieurs des trous noirs sont connectés les uns aux autres par des micro-vortex. Cela signifie que les systèmes obéissant à la condition de Schwarzschild (comme les particules subatomiques) sont connectés par des terminaisons de trous de ver.

Le tissu de l'espace-temps est comme un réseau, et les particules sont les nœuds du réseau, les serveurs du réseau universel. Elles sont toutes connectées et cela connecte toutes les échelles.

- Nassim Haramein

Puisque Haramein prouve que cette discrétisation de l'espace produit les événements que nous appelons masse, énergie, forces et champs (voir la section ci-dessous pour plus d'informations), grâce à un mécanisme qui présente une inertie, ou un échelonnage du flux d'informations à travers les échelles, un réseau intégrant toutes les échelles apparait. Ce réseau d'échange d'informations, qui semble instantané à notre échelle, est responsable de l'événement que nous appelons intrication. Ce mécanisme n'est pas du tout effrayant, au contraire, ses implications sont vraiment extraordinaires.

RSF in perspective:

Il était temps que l'intrication reçoive la notoriété qu'elle méritait ! Avec le prix Nobel 2020 décerné à Roger Penrose, Reinhard Genzel et Andrea Ghez, pour la découverte et la détection des trous noirs, l'ensemble du tableau commence à se dévoiler sous nos yeux.

Pourrait-il y avoir un lien entre l'intrication et les trous noirs ? Notre article de RSF intitulé "Galactic Engines" aborde cette question en détail et donne une réponse affirmative robuste. Non seulement l'intrication révèle un aspect fondamental de la nature, mais elle perce directement la nature de la réalité elle-même.

Nous avons maintenant des preuves expérimentales de l'intrication avec des échantillons macroscopiques et à température ambiante, et des phénomènes quantiques dans des conditions biologiques ont été observés avec des échantillons biologiques. L'intrication quantique n'est plus une curieuse extravagance ou un comportement exceptionnel dans des conditions extrêmes, et elle pourrait très bien être au cœur de l'organisation de la matière à toutes les échelles ...