Le paradoxe du chat de Schrodinger

Un chat est enfermé dans une boîte percée d'un hublot, que l'on suppose totalement isolée du reste du monde. Dans un coin de la boîte, un échantillon d'uranium radioactif et un détecteur conçu pour ne fonctionner qu'une minute. Pendant cette minute, il y a une chance sur deux pour qu'un atome d'uranium se désintègre. Quand une désintégration se produit, l'uranium éjecte un électron qui vient frapper le détecteur. Celui-ci réagit alors en actionnant un marteau qui tombe... sur une fiole de cyanure. Et le matou monte au ciel. Une des questions que posait Schrëdinger est la suivante: juste avant de regarder par le hublot, dans quel état se trouve le chat?
Si l'on suit la plupart des physiciens fondateurs de la physique quantique, le chat doit être, juste avant le coup d'oeil par le hublot, NI mort Ni vivant, À LA FOIS mort ET vivant.
Le noeud de l'affaire est dans l'échantillon d'uranium posé dans la boîte. Aucun physicien au monde ne peut vous dire QUAND aura lieu une désintégration. Dans dix secondes, une heure, cent ans? Mystère. Tout ce que la science peut faire, c'est calculer les probabilités de cet événement. Dans ce cas précis, il y a 50% de chances pour qu'n atome d'uranium se désintègre dans la minute qui suit la fermeture de la boite. Et 50% de chances qu'il ne se désintègre pas. La physique quantique affirme que ces deux possibilités se chevauchent réellement. L'atome d'uranium est un être quantique, qui vit dans deux états superposés : intact et désintégré. Ni l'un ni l'autre et les deux. En physique quantique, en effet, observer une particule - électron, proton, ou autre - la force à se choisir un état. Elle ne peut alors plus rester dans sa superposition d'états...
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Le paradoxe du chat de Schrëdinger a déchaîné les passions parmi les physiciens. Car il pose un vrai problème, celui de la mesure en physique quantique. En gros, est-ce la mesure, l'observation qui décide vraiment si le chat est mort ou vivant. ? En d'autres termes, sont-ce les mesures, les observations qui décident de la réalité des choses? Alors si les humains n'existaient pas, le monde non plus n'existerait pas! Certains physiciens (une petite minorité) ont répondu oui à cette question épineuse en suggérant des solutions bizarres.
La première a été soutenue par un prix Nobel de physique, Eugène Wigner. En gros, ce ne serait pas l'appareil de mesure mais la conscience de l'observateur qui "déciderait" finalement si le chat est mort ou vivant. En regardant par le hublot, l'oeil (dans ce cas, c'est lui l'appareil de mesure) se met dans une superposition d'états. D'un côté, un état A: uranium désintégré, détecteur excité, marteau baissé, fiole cassée, chat mort. De l'autre, un état B : uranium intact, détecteur non excité, marteau levé, fiole entière, chat vivant. Le nerf optique achemine au cerveau une onde qui est aussi dans une superposition des états A et B et les cellules réceptrices du cerveau suivent le mouvement. C'est alors que la conscience, brutalement, fait cesser le double jeu, obligeant la situation à passer dans l'état A ou dans l'état B (mais attention: rien ne nous dit POURQUOI ce serait A ou B). Comment? Ca, Wigner ne le dit pas. Mais les conséquences de sa positions sont hallucinantes: rien n'existe vraiment en dehors de ce que perçoit notre conscience !

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Seconde hypothèses: la conscience n'intervient pas, les deux états A et B se séparent bien lors de la mesure mais rien ne vient trancher entre eux. Résultat: ils survivent dans deux univers parallèles ! Le chat est mort dans un univers et vivant dans l'autre! Notre conscience existe dans l'état A dans le premier univers et dans l'état B dans le second. Comme nous réalisons sans cesse des actes d'observation, cela voudrait dire qu'à chaque fois, nous nous dupliquons. Il y aurait ainsi une infinité d'univers parallèles, sans possibilité de communication entre eux, où nous existerions dans une multitude d'états différents!

Science et Vie Junior n°34