Google fête Schrödinger… et son chat mort-vivant

Le logo de Google, hier

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C’est grâce au logo redessiné de Google que la plupart des internautes ont découvert, hier, qu’on fêtait le 12 août l’anniversaire du célèbre Erwin Schrödinger. Né en 1887 à Vienne, en Autriche, le physicien (mort il y a cinquante ans) s’est fait reconnaître de la communauté scientifique par ses travaux en physique quantique, pour lesquels il a reçu le prix Nobel en 1933. Mais auprès du grand public, son nom reste surtout associé à une expérience de pensée qu’il a décrite pour illustrer ses théories : le «chat de Schrödinger».

schrodingerOn retient de l’histoire du chat de Schrödinger sa paradoxale conclusion selon laquelle un chat, enfermé à l’intérieur d’une boîte contenant un dispositif aléatoire et mortel, ne peut être considéré ni comme mort , ni comme vivant, tant que l’on n’a pas ouvert la boîte pour vérifier. Il serait alors à la fois mort et vivant (mais attention, pas mort-vivant, les zombies n’ont rien à voir là-dedans !).

Si cette hypothèse semble aussi tordue que sadique, c’est parce qu’elle est, bien sûr, purement théorique. Aucune bête poilue n’a jamais été mise à l’épreuve ! Il s’agit d’un exercice de gymnastique mentale pour envisager que dans le modèle de la physique quantique, deux états contradictoires peuvent cohabiter, alors que les observations humains excluent forcément l’un ou l’autre.

Illustration de la théorie par Dhatfield, CC BY SA

Dans la boîte : un chat, une fiole de poison et un détecteur de radioactivité. Si la moindre activité radioactive est détectée, le système se déclenche et le chat meurt. Illustration de la théorie par Dhatfield, CC BY SA

La physique quantique décrit en effet le comportement des atomes et des particules qui les composent. Nombreuses sont ses théories qui vont à l’encontre de nos raisonnements instinctifs : elle considère par exemple que l’on ne peut pas connaître à la fois la position d’une particule dans l’espace et sa vitesse. Selon ce principe d’incertitude, il faut donc envisager l’ensemble des possibilités à défaut de pouvoir faire une mesure précise : toutes les positions possibles sont dites superposées (et on considère alors la particule comme une onde, ces deux concepts étant en physique quantique les facettes d’un même phénomène).

Retour au chat : comme on ne peut pas prévoir l’état (désintégré ou non) de l’atome radioactif dans la boîte, on considère qu’en théorie il superpose les deux états. Le détecteur, lui, superpose l’état déclenché et non déclenché. La fiole est donc brisée et non brisée. Le chat est mort et vivant.

Reste une question : pourquoi un chat ? Qu’avait donc Erwin Schrödinger contre ces pauvres bêtes ? C’est simple : s’il n’avait pas introduit un élément vivant et aussi susceptible de faire chavirer les cœurs, jamais on n’aurait porté un tel intérêt à son explication !

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