Pathologie : oublié tout le cours d’électrostatique et d’électricité.
Ce « paradoxe de de Broglie » était paru en 1959 dans « Le Journal de Physique et le Radium ». Il est relevé par Franco Selleri dans « Le grand débat de la théorie quantique », et mentionné dans la wikipedia française, mais totalement ignoré dans la biographie de Louis de Broglie par Georges Lochak. On n’a aucune trace d’aucune réponse, ni de quelque réfutation.
Citation :
En mécanique quantique, le paradoxe de de Broglie, soulevé par Louis de Broglie en 1959, montre par une expérience de pensée que la théorie de la mécanique quantique est incomplète, c'est-à-dire qu'elle ne décrit pas totalement la réalité. Plus précisément, si on suppose que cette théorie est complète, il faut admettre le fait que la position d'une particule élémentaire n'a aucun sens tant qu'elle n'a pas été réellement mesurée.
Plaçons une particule dans une boîte ayant des parois parfaitement réfléchissantes, un électron par exemple, qui est donc contenu et sans interaction avec l'extérieur. Cette boîte peut se diviser en deux boîtes distinctes, nommées B1 et B2 , à l'aide d'une double paroi coulissante. En mécanique quantique, toute l'information concernant cet électron est représentée par une fonction d'onde nommée ψ .
Séparons maintenant la boîte en deux, l'une est envoyée à Paris ( B1 ) et l'autre à Tokyo ( B2 ). La mécanique quantique décrit cette nouvelle situation par deux autres fonctions d'onde :
•ψ1 définie dans B1
•ψ2 définie dans B2
Si on considère l'électron comme un objet réel, il ne pourra être que dans l'une des deux boîtes.
Si on suit le raisonnement théorique de la mécanique quantique, l'électron se trouve obligatoirement dans les deux boîtes à la fois.
La présence de l'électron est déterminée dès que l'on mesure physiquement sa position dans l'une des deux boîtes. On peut alors dire qu'elle est à Paris et non à Tokyo, ou inversement. Si on raisonne en termes de fonctions d'onde, si à partir d'un moment donné on trouve que l'électron est dans la boîte B1 , cela implique que la probabilité de trouver l'électron à Tokyo (donnée par le carré du module de la fonction ϕ2 ) est nulle et sa fonction d'onde aussi : l'observation de la particule à Paris modifie la fonction d'onde à Tokyo.
Il est admis par la plupart des physiciens qu'une particule ne peut pas être dans deux endroits à la fois, et donc que la mécanique quantique est une théorie incomplète (elle ne peut pas rendre compte de l'état de l'électron avant que sa position ne soit mesurée).
Ce paradoxe explicite le fait que la mécanique quantique décrit la réalité uniquement si on se tient aux observations (c'est-à-dire aux mesures physiques réalisées). Cette conclusion a des implications philosophiques : on parle alors de positivisme, un courant de pensée qui renonce à la réalité objective comme fondement du raisonnement scientifique.
Fin de citation.
Il est implicitement postulé :
1.Que l’électron n’a plus aucune charge électrique, aucun spin, aucun moment magnétique, aucun champ autour de lui.
2.Que l’électron est un corpuscule,
3.Mais que ce corpuscule n’a aucune position tant qu’un mystérieux « observateur » ne l’a pas « observé ».
4.Qu’il suffit de savoir une « fonction d’onde » et de l’élever au carré hermitien pour savoir la « probabilité de présence » du dit électron-corpuscule.
5.Qu’une boîte magique capable de dissimuler la charge électrique de l’électron puisse exister.
6.Et qu’on puisse mystérieusement fendre cette boîte en deux, à l’insu de l’électron-corpuscule.
Or nous avions suivi le cours d’électrostatique, et depuis lors, nous savons qu’une boîte capable de dissimuler la charge électrique de l’électron, ça n’existe pas. Nous connaissons des milliers d’illustrations dans la physico-chimie des argiles, qui ont une importance vitale en céramique et en mécanique des sols, voire en agronomie et en pédologie. Sans même parler de la mise en forme par électrophorèse, qui permet des réalisations fines étonnantes.
Les argiles capables de plasticité et de gonflement sont des macro-anions, dont les feuillets de 10 Å sont formés d’une couche octaédrique d’oxygènes autour de cations structuraux (aluminium pour les dioctaédriques, magnésium sur les trioctaédriques), encadrée de deux couches tétraédriques, dont le cation structural est presque toujours un silicium. Jusqu’ici, nous avons décrit une phyllite à feuillet électriquement neutre, soit le talc en trioctaédrique, ou la pyrophyllite en dioctaédrique. Mais dans une montmorillonite – argile très plastique et gonflante -, des substitutions de magnésium ou de fer ferreux dans la couche dioctaédrique font du feuillet un macro-anion, dont la charge (–) est mal localisable de l’extérieur. La neutralité électrique globale est assurée par des cations échangeables sodium ou calcium, qui se solvatent volontiers en s’entourant d’eau, voire de composés organiques.
Au contraire un mica muscovite contient deux cations aluminium, structuraux à la place de silicium dans les couches tétraédriques. La neutralité globale est assurée par deux cations potassium, intercalaires entre les feuillets. Ils sont étroitement fixés, ne sont pas échangeables ; mais la muscovite reste facilement clivable selon le plan de base – d’où ses usages préférés en électrotechnique, et pour la fabrication de condensateurs HF.
Jamais un feuillet de phyllite ne peut « dissimuler » sa charge électrique. Elle s’impose toujours dans ses effets, incontournables.
Dans son état d’origine, ce « paradoxe de de Broglie » ne vaut donc rien ; il fait l’impasse sur les propriétés électriques de l’électron et sur son champ, en plus d’une incohérence grave dans les temporalités du prétendu « observateur », très loin des fréquences caractéristiques de la microphysique. La mystérieuse double cloison est un objet macrophysique, et sa manipulation mécanique sera à des vitesses d’une lenteur démesurée, tandis que le champ électromagnétique de l’électron, cela va à la vitesse de la lumière. Il est impossible de piéger un électron « à son insu ».
Pourquoi les adversaires de Louis de Broglie n’ont-ils pas réagi ? Largement par mépris. Mais aussi parce qu’ils n’avaient rien de mieux en magasin, ayant depuis 1911 et 1913, fait les mêmes impasses inexcusables ; ils partageaient les mêmes pathologies. Qu’ils prétendent à un électron orbitant comme une planète autour du noyau, ou à un électron complètement zinzin qui zinzinabule en tous sens mais tout en respectant les densités « de présence » calculées par l’équation d’onde de matière de Schrödinger, c’est de toutes façon incompatible avec sa charge électrique. Elle ferait des effets bœufs tout autour de l’atome stationnaire, qui n’ont jamais été observés.
Richard Feynman et Lev Landau ne font pas mieux, avec leur électron-jeune-chien-fou, qui patrouille en tous sens autour de son maître. Dites ? Ça rayonne fort, un électron-corpuscule qui patrouille en tous sens comme un jeune chien fou, au lieu de voyager en ligne droite… Et cette fois il n’a même pas l’excuse de Bohr 1913, il n’est pas sur une « orbite autorisée ». Il n’a que l’excuse « Je suis individuellement exempté de toutes lois physiques ! Je ne suis assujetti qu’à la statistique, sur les grands nombres ! ».
Les réalités observées ne sont compatibles qu’avec un électron-onde stationnaire dans chaque atome stationnaire. Jamais l’électron ne peut devenir corpusculaire. Cela avait déjà été décrit avec précision en 1926 par Erwin Schrödinger - voici cent ans - , mais il avait été vaincu en combat déloyal en 1927. Oublié avec rage par l’enseignement hégémonique.
Et en dynamique ? L’électron qui vole dans un tube cathodique, voire qui va graver un micro-circuit, avec une finesse de 6 nm ? Hé bien, on fait des diffractions et des diffractogrammes avec : il demeure toujours ondulatoire et périodique, depuis son émetteur jusqu’à son absorbeur.
La microphysique transactionnelle n’abolit nullement la causalité. Elle reconnaît que le mystique « observateur » des anti-transactionnistes Göttingo-copenhaguistes ne peut jamais s’approprier les conditions aux limites causales, qui lui échappent irrémédiablement, pas plus qu’il ne peut abolir les fréquences intrinsèques de la microphysique, ni la broglienne mc²/h, ni la Dirac-Schrödinger 2mc²/h, si éloignées de nos moyens d’action courants. Un « observateur », s’approprier les conditions aux limites causales, aux fréquences du clapotis du bruit de fond de-Broglie-Schrödinger ? Mais la loi de la Variété Requise d’Ashby (1956 : Introduction to Cybernetics, https://ashby.info/Ashby-Introduction-to-Cybernetics.pdf), vous comptez vous en affranchir comment ?
La boîte électronique de de Broglie existe-t-elle ?
Une boîte qui contiendrait un électron, tout en nous laissant dans l'ignorance de "où donc au juste ?"
Sacrebleu oui ! Toute molécule de colorant, tels que ceux familiers dans les industries des encres, des teintures, des peintures, des filtres et objets colorés.
Voire un colorant UV invisible à l'œil humain tel que le benzène : il a trois électrons délocalisés. Si on les voulait corpuscules, où diable les assigner ?
Je suis plus familier d'un colorant dont nous faisons bel usage en laboratoires de travaux publics, le bleu de méthylène :
https://fr.wikipedia.org/wiki/Bleu_de_m%C3%A9thyl%C3%A8ne#/media/Fichier:Methylene_blue.png
Il a la particularité d'être un macro-cation, neutralisé par un anion Cl-. Il nous sert à doser les argiles gonflantes, dangereuses dans un sol : son adsorption se substitue aux cations échangeables des argiles présentes dans le sol testé, et cette adsorption est bornée.
Son effet colorant consiste à absorber dans le jaune et le rouge, avec au moins trois pics d'absorption, se recouvrant partiellement, vers 565 THz à 449 THz. Plusieurs modes propres d'absorptions, cela implique probablement plusieurs électrons, engagés chacun dans une des résonances caractéristiques de la molécule.
Mais dans le noir, que fait l'électron colorant, absorbeur ? Il oscille déjà dans un mode propre, à une fréquence absorbeuse, avec un quantum h/2 irréductible, entre les extrémités de la molécule. Il est toujours onde stationnaire, c'est constitutif de la molécule. Même s'il y en a plusieurs, dans plusieurs modes propres.
Vous ne pourrez insérer aucune cloison magique dans la molécule pour piéger l'électron dans la moitié de droite ou dans la moitié de gauche.
L'expérience de pensée imaginée par Louis de Broglie en 1959 est contraire au corpus expérimental réel. Terminé pour elle. Rien, absolument rien ne pourra sauver l'idéation corpusculariste. A laquelle Louis de Broglie croyait, hélas.
Ah au fait : tant pis pour la mythologie carbocentriste, selon laquelle une molécule gazeuse polyatomique, qui absorbe un photon IR à sa fréquence de résonance, miraculeusement le réémettrait, au lieu d'une désexcitation thermique par agitation moléculaire. Aucun de ces colorants spécifiques, UV, visible, ou IR, ne réémet, sinon de façon très marginale, négligeable. Sinon toutes les méthodes de la spectroscopie d'absorption échoueraient. Même les colorations échoueraient... . Le bleu de méthylène ne serait plus bleu, le jaune d'alizarine ne serait plus jaune, mais tous incolores.
Cela pose le problème de l'évacuation des excitations spectrales de telles molécules avec une ou plusieurs absorptions résonnantes. Autrement dit, de leur thermalisation, par chocs avec les molécules voisines. Comment est le couplage avec les chocs mécaniques ? Dans tous les cas, ces molécules excitées ont pour enveloppe leurs électrons les moins liés, les plus lointains ; y compris les électrons délocalisés. Plus elles stockent de degrés d’excitation, et plus leur enveloppe électronique est agitée, aux rythmes des modes propres excités, et donc plus facilement elles transfèrent de quantité de mouvement et d’énergie aux molécules voisines, par chocs moléculaires. Seule la thermalisation permet aux molécules colorantes de rester colorantes, aux absorptions spectrales de demeurer mesurables.
Conclusion : NON, la boîte électronique réclamée par l’« expérience de pensée » de Louis de Broglie, capable de dissimuler un électron, n’existe pas. La cloison magique non plus n’existe pas. Le corpus expérimental qui s’y oppose, est abondant. Aucun des présupposés n’est valide.
