MÉCANIQUE QUANTIQUE ET RELATIVE

« comme une propriété de l'espace.

Einstein s'est efforcé en vain de généraliser cette approche aux autres forces dans une théorie unitaire.

A l'opposé, la gravitation intervient de manière tellement faible au niveau microscopique qu'elle n'apparaît jamais comme «paramètre »dans les interactions entre particules, et qu'il apparaît diffi­ cile et arbitraire a priori de la quantifier.

La, mécanique quantique et la gravitation Aussi peut-on considérer comme fondamentales les récentes expériences qui ont permis de mesurer l'effet de la gravitation à l'échelle où les phéno­ mènes obéissent à la mécanique quantique.

Ces expériences ont été possibles grâce à la réa­ lisation d'un « interféromètre » à neutrons.

L'in­ terféromètre est un outil classique pour la mesure des phénomènes ondulatoires.

Mais la longueur de l'onde associée aux neutrons et l'amplitude très faible des actions gravitationnelles à observer sup­ posaient l'usage de moyens tout à fait inhabituels.

En l'occurence l'interféromètre est réalisé à partir d'un monocristal de silicium absolument parfait, dans lequel les atomes sont rigoureusement ali­ gnés avec une précision de l'ordre du millionième de micron sur une distance d'une dizaine de centi­ mètres.

Les ondes neutroniques diffractées par les lamelles successives de ce monocristal interfèrent en se recombinant.

Les actions subies par les fais­ ceaux de neutrons, telles que la gravitation, ou l'action de la rotation terrestre, se traduisent par un déplacement de franges d'interférences.

La mesure de ce déplacement permet d'observer des effets ayant une intensité extrêmement faible (de l'ordre du dix-millionième de celle de l'énergie des neutrons utilisés).

Les résultats des expériences ainsi effectuées ont confirmé que l'équation de Schrôdinger, dont découlent tous les calculs de type quantique, reste bien valable lorsqu'on y introduit des actions de type gravitationnel.

Ce résultat n'est pas étonnant, mais il n'était pas évident a priori, compte tenu de la nature particulière de ce type de force comparée à celle des autres forces prises en compte par la mécanique quantique.

Il confirme en tout cas, au moins de façon pro­ visoire, l'irréductibilité de la gravitation à un trai­ tement spécifiquement quantique, irréductibilité qui interdit d'envisager une unification au niveau quantique à défaut de l'avoir réalisée au niveau macroscopique selon le programme tracé par Einstein.

Les théories quantiques et la réalité Plus importante encore est une autre série d'ex­ périences menées ces dernières années dans le but de tester un point crucial concernant l'interpréta­ tion qu'il convient de donner aux rapports entre la théorie quantique et la réalité.

N.

Bohr a été amené à donner à cette théorie une interprétation purement probabiliste.

Cer­ tains paradoxes et notamment le principe d'incer­ titude ont conduit la plupart des physiciens à adopter ce point de vue, selon lequel le formalisme mathématique mis au point -et qui fonctionne en accord parfait avec l'expérience- ne délivre en fait que la probabilité de réalisation d'un certain événement.

La question essentielle est alors de savoir s'il existe « en amont » du résultat de cha­ que expérience une réalité objective indépendante de l'expérience elle-même.

Le problème est que le formalisme quantique s'accommode mal de cette dernière hypothèse.

Einstein et de Broglie n'ont cependant jamais accepté l'interprétation probabiliste, et ont pro­ posé des « paramètres cachés · >> non mesurés par l'expérience, mais dont la connaissance permet­ trait de réintroduire un déterminisme parfait.

Mal­ heureusement, .

ces hypothèses non seulement n'apportent rien sur le plan pratique -puisque les équations suffisent, telles quelles, à interpréter correctement les expériences -, mais encore ne se prêtent pas à une vérification expérimentale qui permettrait de trancher en leur faveur.

Ce dernier point n'est toutefois plus vrai depuis la découverte par un théoricien britannique, John Bell, d'une relation entre certaines corrélations mesurables expérimentalement, relation qui devrait être vérifiée si l'interprétation de type eins­ teinien est valide, et violée dans le cas contraire.

Cette corrélation peut être mesurée, par exemple, sur des couples de protons qui ont été d'abord associés étroitement dans un état dit. »