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L’interprétation de Copenhague sépare le monde quantique du monde classique. Niels Boh

Considérons une fois encore un atome superposé dans deux états à la fois. Pour Bohr, la quantique vise à calculer la probabilité qu’il soit dans un état ou l’autre, mais tant qu’il n’est pas mesuré, il est inutile de se demander dans quel état l’atome est. Aucun paradoxe, donc.

Tout bien considéré, cette approche fait l’économie de penser le réel quantique. Elle prêche même une certaine prudence vis-à-vis de points de vue plus philosophiques. Elle a d’ailleurs été adoptée par une bonne part des physiciens depuis la naissance de la discipline et reste largement enseignée. Elle ne résout cependant pas tout, notamment elle ne dit rien d’où se trouverait cette frontière invoquée entre le quantique et le classique.

L’interprétation des ondes pilotes propose que la particule coexiste avec une onde qui la guide. Louis de Broglie puis David Bohm

Elle soutient que les objets quantiques soient bien réels dès le début de l’acte 1, qu’un électron par exemple n’est ni une onde ni une particule, mais les deux à la fois, et au même moment. Ces deux facettes coexisteraient de façon singulière : la fonction d’onde guiderait la particule, comme une vague guiderait un surfeur vers la plage. C’est cette « onde pilote » qui emmènerait la particule selon certains trajets plutôt que d’autres, en fonction de sa propre forme.

À la différence de la vague dans l’océan, l’onde serait ici gouvernée par l’équation de Schrödinger. Dans l’expérience des deux fentes, l’onde passerait par les deux fentes à la fois, puis elle adopterait un profil d’interférence. Quant à l’électron, il serait plutôt guidé vers les sommets que vers les creux de cette vague. Mais cet électron ne passerait, lui, que par une des deux fentes. La mesure révélerait sa position finale, mais il n’y aurait jamais eu de « réduction » – juste un électron surfant sur sa vague.

C’est une théorie séduisante car elle ne ferme pas les yeux sur l’acte 1, à l’inverse de l’interprétation de Copenhague. Elle le considère au contraire comme une réalité en soi, avec ses ondes pilotes et ses particules.

L’interprétation des mondes multiples : Hugh Everett

Formulée pour la première fois par Hugh Everett en 1957, cette théorie refuse à la fois l’idée d’une réduction de l’onde et celle d’une onde pilote. Ici, lors de l’acte 3, la particule ne choisirait en rien entre différents états. Elle évoluerait vers tous les états à la fois, dans des univers parallèles ! Si, par exemple, lors de la mesure, l’électron peut se réduire à gauche ou à droite sur l’écran qui le détecte, alors le monde se diviserait en deux : un premier oùl’électron se matérialiserait à gauche, un autre où il partirait à droite. Notre univers se dupliquerait ainsi, à chaque instant, en un nombre astronomique de branches.

Ces univers-là vivraient ensuite en parallèle, sans lien possible entre eux. La notion de probabilité n’aurait alors plus vraiment de sens, puisque tout ce qui peut survenir survient dans l’un de ces mondes parallèles. Il est dès lors plus délicat de comprendre justement pourquoi la probabilité observée semble suivre le carré de la fonction d’onde. Mais la théorie n’en reste pas moins fascinante.