L e multivers pourrait être infiniment plus grand que ce que l’on imagine
C’est ce que suggère une nouvelle interprétation de la mécanique quantique dite parfois multivers quantique. Dans l’interprétation classique de celle-ci dite interprétation de Copenhague, la « fonction d’onde » décrit mathématiquement tous les états d’un objet avant qu’il ne soit « observé » Cette observation fait « s’effondrer » la fonction d’onde et réapparaître l’état « classique » de cet objet ( Cf l’exemple célèbre du chat de Schrödinger )
Dans les années 1970, le physicien Hugh Everett avait proposé une interprétation dite des mondes multiples « many worlds interprétation », dans laquelle le chat n’était pas mort ou vivant, mais mort dans un monde et vivant dans un autre. Dans ce cas se pose la question de savoir si cette interprétation s’étend à l’univers entier ? Comment le monde classique non quantique que nous connaissons peut-il apparaître à partir de l’infinité des interprétations ?
Pour la suite, voir NewScientist p.8,13 avril 2024
C’est cette question que s’est posée le physicien Arsalan Adil de l’Université de Californie.
Elle oblige à revenir sur la question de l’ « observateur ». Comment se posait-elle particulièrement dans le monde primordial uniquement composé de particules élémentaires, où nul ne pouvait faire d’ « observations »
Pour répondre à cette nouvelle question, il est proposé d’observer un ensemble de particules dans lequel le comportement de chacune dépend de la façon dont l’énergie est structurée à travers toutes les particules du système.
Dans ce cas, au lieu de considérer des observateurs distincts impossibles dans un tel monde, Adil et sa collègue Zoe Holmes ont développé un algorithme qui identifie la façon de diviser ces systèmes de particules en sous-systèmes
Chaque sous-système est considéré comme valide tant que les interactions entre eux conduit à un système devenant classique.
Cette perspective fait apparaître une infinité de nouveaux mondes au delà du « chat mort ou chat vivant », ce que les chercheurs ont nommé many more-worlds-interprétation ou interprétation des mondes multiples plus 1. Dans un tel monde tous les observateurs potentiels existent simultanément.
La question reste posée de savoir à quoi correspondrait ce multivers élargi dans notre perception de la réalité quotidienne.
Référence
https://arxiv.org/abs/2403.10895https://arxiv.org/abs/2403.10895https://arxiv.org/abs/2403.10895
[Submitted on 16 Mar 2024]
A Search for Classical Subsystems in Quantum Worlds
Arsalan Adil, Manuel S. Rudolph, Andrew Arrasmith, Zoë Holmes, Andreas Albrecht, Andrew Sornborger
Decoherence and einselection have been effective in explaining several features of an emergent classical world from an underlying quantum theory. However, the theory assumes a particular factorization of the global Hilbert space into constituent system and environment subsystems, as well as specially constructed Hamiltonians. In this work, we take a systematic approach to discover, given a fixed Hamiltonian, (potentially) several factorizations (or tensor product structures) of a global Hilbert space that admit a quasi-classical description of subsystems in the sense that certain states (the « pointer states ») are robust to entanglement. We show that every Hamiltonian admits a pointer basis in the factorization where the energy eigenvectors are separable. Furthermore, we implement an algorithm that allows us to discover a multitude of factorizations that admit pointer states and use it to explore these quasi-classical « realms » for both random and structured Hamiltonians. We also derive several analytical forms that the Hamiltonian may take in such factorizations, each with its unique set of features. Our approach has several implications: it enables us to derive the division into quasi-classical subsystems, demonstrates that decohering subsystems do not necessarily align with our classical notion of locality, and challenges ideas expressed by some authors that the propensity of a system to exhibit classical dynamics relies on minimizing the interaction between subsystems. From a quantum foundations perspective, these results lead to interesting ramifications for relative-state interpretations. From a quantum engineering perspective, these results may be useful in characterizing decoherence free subspaces and other passive error avoidance protocols.
| Subjects: | Quantum Physics (quant-ph); General Relativity and Quantum Cosmology (gr-qc); High Energy Physics – Theory (hep-th) |
| Cite as: | arXiv:2403.10895 [quant-ph] |
| (or arXiv:2403.10895v1 [quant-ph] for this version) | |
| https://doi.org/10.48550/arXiv.2403.10895 |
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