INTRODUCTION (par Julie Lefebvre)

          Au cours des premiers développements de la mécanique quantique, deux interprétations de cette science étaient alors en vogue. Il y avait d’abord le réalisme, où les objets mathématiques ont une existence en soi, puis des propriétés indépendantes des processus d’observation. À l’opposé, il y avait l’interprétation de Copenhague qui stipulait que l’intuition physique devait être basée sur les observations du monde macroscopique. Selon eux, l’emphase devait être mise sur les observations mesurables. Le paradoxe soulevé par Einstein , Podolsky et Rosen en 1935 remettait en question la complétude de la théorie quantique. Ils proposèrent d’abord un critère définissant toute théorie physique, soit la correspondance entre la détermination de la valeur d’une quantité physique et un élément de la réalité. L’argumentation consistait principalement à évaluer la théorie quantique en fonction de ce critère. L’expérience proposée par Einstein et ses collaborateurs mène à une corrélation d’états entre deux systèmes indépendants, mais ayant des conditions initiales communes. Cette possibilité de définir complètement un système physique met en défaut les bases ontologiques de la mécanique quantique.

          Les conclusions de cette analyse mena à la recherche d’un formalisme déterministe capable de pallier les lacunes de la mécanique quantique, mais tout en conservant l’aspect prédictif de cette théorie. L’une des solutions possibles consiste à interpréter les résultats statistiques de la mécanique quantique comme des moyennes d’états individuels associés à des valeurs précises. La connaissance des paramètres décrivant ces états permettrait donc de prédire avec certitude le comportement d’un système physique. Cette conception représente en fait la thèse des variables cachées.

Bell s’intéressa particulièrement à la théorie locale des variables cachées, où les propriétés d’un système sont déterminées exclusivement par des facteurs indépendants des entités éloignées au système lui-même. En 1964, il démontra que toute prédiction basée sur un comportement local serait en désaccord avec la théorie quantique concernant le résultat de mesures corrélées. Il basa son analyse sur une inégalité, basée sur le principe de causalité locale, qui est respectée par les théories locales et violée par la mécanique quantique.

          Les inégalités de Bell proposèrent concrètement un contexte expérimental. En 1982, Aspect présenta la première expérience qui infirma les principaux arguments des tenants de la théorie des variables cachées locales. Le montage était organisé de manière à choisir l’axe de mesure du second système si tard que même un signal lumineux n’aurait pu transmettre cette information de manière à ce qu’elle parvienne au premier système avant qu’il soit mesuré. Cette expérience démontra donc l’impossibilité de séparer un état quantique de l’appareil de mesure.

          La contribution du paradoxe EPR sur le développement de la physique contemporaine s’avère considérable. En plus de remettre en question les conceptions ontologiques de la mécanique quantique, il mena à l’élaboration de l’hypothèse des variables cachées. Le premier volet de cette recherche, rédigé par Julie Lefebvre, en présente un exemple. De plus une contribution importante sur l’interprétation des mesures expérimentales fut apportée par les inégalités de Bell. Jens Kröger en expose la démonstration ainsi que les conséquences. Les premiers résultats expérimentaux furent apportés par Aspect. Cette section est développée ici par Sylvain Nadeau. Mais le sujet reste toujours d’actualité car des expériences récentes traitent d’un concept dérivé des principaux enjeux reliés au paradoxe EPR : la théorie des échappatoires. Pierre-Yves St-Louis conclut cette recherche en présentant les résultats les plus récents.