Polarisation et intrication des photons 09/05/2020
Pascal DUBOIS
Mots- clés : photon ; polarisation ; modèle ; intrication ; quantique ; photons intriqués ; théorème ; inégalités ; Bell ; théorie ondulatoire.
Dans la note intitulée « Champ gravitationnel, Principe fondamental de la dynamique et Mécanique quantique »[1], nous avons montré que le concept de dualité onde-particule pouvait s’exprimer de manière classique en introduisant une onde-pilote ayant une réalité physique. Cette onde est rattachée au champ gravitationnel et obéit à une équation proche de l’équation de Schrödinger.
Un autre concept de base de la Mécanique quantique est celui d’intrication. Pour une paire de particules intriquées vis-à-vis d’une propriété donnée (par exemple la polarisation des photons), le vecteur d’état correspondant est non séparable : il ne peut pas être factorisé en un produit tensoriel de deux vecteurs définissant chacun l’état d’une seule particule. De ce fait, quelle que soit la distance séparant deux particules intriquées, une mesure effectuée sur une particule influe sur l’autre particule.
Ce caractère non local de la Mécanique quantique a donné lieu à de nombreuses discussions[2]. Suite à des expériences répétées[3], l’intrication quantique est admise comme une réalité physique, bien qu’il n’ait pas été proposé d’explication autre que la possibilité d’existence d’états non séparables, non interdite par le formalisme quantique.
Dans la présente note, nous montrons qu’une nouvelle approche de la notion de polarisation des photons permet de retrouver les résultats de base de la Mécanique quantique. La probabilisation des résultats ne traduit pas une indétermination fondamentale inhérente au photon, mais vient de la prise en compte d’un modèle de polarisation qui introduit une dispersion autour d’une direction principale. L’état de polarisation des photons n’est pas modifié par le polariseur, mais celui-ci sélectionne une cohorte de photos dont la distribution dépend de l’orientation du polariseur.
Bien que cette approche ne puisse pas être qualifiée de non locale, elle permet de retrouver les résultats des expériences menées sur des photons intriqués. Nous expliquons pourquoi il n’y a pas contradiction avec le théorème de Bell.
Enfin, le modèle proposé pour la polarisation du photon permet d’établir un lien avec la théorie ondulatoire classique, qui reste à développer.
[1] https://www.aimer-la-physique.com
[2] dont celles liées au paradoxe EPR (introduit par Einstein, Podolsky et Rosen en 1935).
[3] et notamment celles d’Alain Aspect sur des paires de photons intriqués en polarisation (1980-1982)