Superposition quantique:les bases
* ce que c'est: Dans la mécanique quantique, une particule peut exister dans une superposition d'états, ce qui signifie qu'elle ne se limite pas à un seul état mais plutôt à une combinaison de plusieurs états simultanément. Ceci est souvent illustré par l'expérience de pensée classique de "Schrödinger's Cat", où un chat est à la fois vivant et mort jusqu'à ce qu'il soit observé.
* comment cela fonctionne: Cela ne signifie pas que la particule occupe physiquement les deux emplacements à la fois. Il est plus précis de dire que la * fonction d'onde de la particule * (qui décrit la probabilité de trouver la particule à un état donné) est répartie sur les deux emplacements.
Conservation de l'énergie et mécanique quantique
* loi fondamentale: La loi de conservation de l'énergie est un principe fondamental de la physique. Il indique que l'énergie ne peut pas être créée ou détruite, seulement transformée d'une forme à une autre.
* Implications quantiques: Bien que la conservation de l'énergie tient toujours en mécanique quantique, ses implications peuvent être subtiles. Par exemple, en superposition, la particule n'est pas réellement "aux deux endroits" simultanément dans un sens classique. Au lieu de cela, c'est dans un mélange probabiliste de possibilités. Lorsque vous mesurez sa position, la superposition «s'effondre» et vous la trouvez à un endroit ou à l'autre.
aborder la question
La superposition elle-même ne défie pas directement la loi de conservation de l'énergie. Voici pourquoi:
* Probabilité et énergie: La particule en superposition ne possède pas simultanément l'énergie des deux états. L'énergie qu'il a est liée aux probabilités associées à ses états possibles.
* Mesure: L'acte de mesure est crucial. Ce n'est que lorsque vous mesurez la position de la particule (ou une autre propriété) que la superposition s'effondre, et elle "choisit" un état spécifique avec une énergie correspondante.
Analogie: Imaginez une pièce qui tourne dans les airs. C'est dans une superposition de têtes et de queues, mais elle n'a pas l'énergie des deux états simultanément. Ce n'est que lorsqu'il atterrit qu'il s'installe en un seul État (têtes ou queues) avec une énergie spécifique associée à cet état.
Remarque importante: La mécanique quantique est intrinsèquement probabiliste. Nous ne pouvons pas prédire avec certitude lorsqu'une particule se trouve dans une superposition, seulement la probabilité de la trouver dans chaque emplacement possible.
en résumé:
Bien que le concept de superposition puisse sembler contredire notre compréhension classique de la conservation de l'énergie, elle ne viole pas réellement la loi. La nature de probabilité de la mécanique quantique garantit que l'énergie de la particule reste conservée même lors d'une superposition.
