How Physicists Proved The Universe Isn't Locally Real - Nobel Prize in Physics 2022 EXPLAINED

Summary

Ce script vidéo raconte l'histoire de la réception du prix Nobel de physique par John Clauser, Anton Zeilinger et Alain Aspect pour avoir prouvé que l'Univers n'est pas localement réel. Ils ont démontré que la réalité est plus étrange que ce que Einstein avait imaginé, avec la découverte de l'entanglement quantique qui réfute la théorie des variables cachées et montre que la mesure d'un photon affecte instantanément son partenaire, malgré la distance. Ces idées sont au cœur de la révolution du calcul quantique moderne.

Takeaways

• 🏆 Le prix Nobel de physique a été attribué à John Clauser, Anton Zeilinger et Alain Aspect pour leur travail sur la non-réalité locale de l'Univers.
• 🌌 La notion de 'réalité locale' est composée de deux concepts : la localité (les choses ne sont affectées que par leur environnement immédiat) et la 'réalité' (les particules ont des propriétés définies, indépendamment d'être mesurées).
• 🤔 L'idée de la 'réalité locale' a été remise en question par les travaux des lauréats du Nobel, qui ont prouvé que l'Univers n'est pas localement réel, contrairement à ce que pensait Einstein.
• 📚 Dans les années 1930, deux visions s'affrontent : celle d'Einstein (l'Univers est réel) et celle des anti-réalistes (les particules n'ont de propriétés définies qu'à la mesure).
• 🧬 L'expérience de thought de EPR (Einstein-Podolsky-Rosen) a été utilisée pour soutenir l'idée d'Einstein sur les 'variables cachées' qui déterminent les propriétés des particules avant toute mesure.
• 🔬 John Bell a développé le théorème de Bell, qui propose une façon de tester l'existence de ces 'variables cachées' et la validité de la mécanique quantique.
• 📐 L'inégalité de Bell, ou l'inégalité CHSH, a été utilisée pour tester expérimentalement les prédictions de la théorie de Bell et a prouvé que la réalité n'est pas locale.
• 🤹‍♂️ L'expérimentation de Clauser a montré que la polarisation des photons est liée de manière telle que la mesure d'un photon affecte immédiatement l'état de l'autre, indépendamment de la distance.
• 🔒 Les travaux d'Aspect et Zeilinger ont fermé les boucles qui permettaient d'expliquer les résultats par d'autres moyens que la non-réalité locale.
• 🌐 La découverte de la non-réalité locale est au cœur de la révolution de l'informatique quantique, où les ordinateurs quantiques pourraient dépasser les ordinateurs classiques.
• 🚫 Malgré les implications de la non-réalité locale, il est impossible de communiquer plus rapidement que la lumière, car la source et les points de mesure sont intrinsèquement aléatoires.

Q & A

Qui sont les lauréats du Prix Nobel de physique 2022 mentionnés dans le script ?

Les lauréats mentionnés sont Alain Aspect, John Clauser et Anton Zeilinger.

Pourquoi ont-ils reçu le prix Nobel ?

Ils ont reçu le prix pour avoir prouvé que l'Univers n'est pas localement réel, en utilisant des expériences sur l'entanglement quantique.

Quel est le concept de 'localité' dans le contexte de la physique ?

La localité est l'idée que les choses ne sont affectées que par leur environnement local et que rien ne peut voyager plus vite que la lumière.

Quel est le concept de 'réalité' dans le contexte de la physique quantique ?

La 'réalité' fait référence à la notion que les particules ont des propriétés définies, indépendamment de leur mesure, ou qu'elles existent dans un état de fonction d'onde et ne prennent une décision définitive que lors d'une mesure.

Quel est l'expérience de pensée de l'EPR et qu'est-ce qu'elle a montré ?

L'expérience de pensée de l'EPR (Einstein-Podolsky-Rosen) a montré que les particules entanglées semblent avoir une relation intrinsèque et que la mesure d'une particule affecte instantanément l'autre, ce qui remet en question la localité.

Qui était John Bell et qu'a-t-il contribué à la physique quantique ?

John Bell était un physicien irlandais qui a développé ce qui est plus tard devenu connu sous le nom de théorème de Bell ou inégalités de Bell, qui ont permis de tester l'entanglement quantique de manière expérimentale.

Quel est le rôle de la polarisation dans les expériences de Bell ?

La polarisation est une propriété des photons qui décrit la direction d'oscillation de l'onde de lumière. Dans les expériences de Bell, elle est utilisée pour mesurer et tester l'entanglement quantique.

Quels sont les résultats de l'expérience de Clauser-Horne-Shimony-Holt (CHSH) et qu'impliquent-ils ?

Les résultats de l'expérience CHSH ont montré une corrélation entre les photons entanglés qui ne peut s'expliquer que par l'entanglement quantique, prouvant ainsi que l'Univers n'est pas localement réel.

Quels sont les domaines d'application des concepts d'entanglement et de non-réalité localelement ?

Les concepts d'entanglement et de non-réalité locale sont au cœur de la révolution de l'informatique quantique, où les ordinateurs quantiques ont la capacité de surpasser les ordinateurs classiques.

Pourquoi ne peut-on pas utiliser l'entanglement quantique pour communiquer plus rapidement que la lumière ?

L'entanglement quantique ne permet pas de communiquer plus rapidement que la lumière car il est intrinsèquement aléatoire et il est impossible de charger de l'information sur ce canal de communication.

Quelle est la position d'Einstein sur la question de la réalité locale et comment a-t-elle été remise en question ?

Einstein soutenait la théorie des variables cachées, selon laquelle les particules auraient des propriétés définies dès leur création, mais que nous ne sommes pas suffisamment intelligents pour les mesurer. Cette théorie a été remise en question par les résultats des expériences d'entanglement quantique.