Sur l'interprétation statistique de la mécanique quantique. Chambres de détection et mesures en cascade

J.-P. Benzécri

Michel Gondran, Alexandre Gondran

Olivier Rousselle

Analyse statistique des mesures classiques et quantiques de l’accélération de chute libre de l’antihydrogène pour l’expérience GBAR Le contexte de cette thèse est la collaboration GBAR au CERN qui vise à mesurer l’accélération de chute libre g_bar des atomes d’antihydrogène ultrafroids dans le champ gravitationnel terrestre. Améliorer la précision de cette mesure est un objectif crucial pour les tests avancés du principe d’équivalence impliquant l’antimatière, qui pourrait améliorer notre compréhension de l’asymétrie observée entre matière et antimatière dans notre univers. Dans cette thèse, nous modélisons l’évolution de ces atomes d’antihydrogène depuis le piège où ils sont produits jusqu’à leur détection, en prenant en compte leur comportement quantique. Nos simulations visent à trouver les paramètres optimaux pour la chambre de chute libre afin d’obtenir la meilleure précision possible. Le recul lors du photodétachement du positron en excès de l’ion antihydrogène est pris en compte dans l’évaluation de la distribution de vitesse des atomes d’antihydrogène, et le phénomène de réflexion quantique des antiatomes sur les surfaces matérielles est aussi étudié. Combinée à la réflexion quantique sur un miroir horizontal, la gravité peut piéger les particules dans des états quantiques gravitationnels qui produisent des figures d’interférence qui peuvent être utilisées pour une mesure quantique de la valeur de g_bar. Une analyse statistique des mesures classiques et quantiques est réalisée en utilisant des simulations numériques de Monte-Carlo comparées à des méthodes analytiques. La méthode classique conduit à une précision meilleure que 10^-2, alors que la méthode quantique avec les états gravitationnels quantiques conduit à une précision d’environ 10^-5. Ce travail propose des méthodes statistiques nouvelles qui peuvent être utilisées dans d’autres applications que l’expérience GBAR.

O. Costa de Beauregard

A.B. Datzeff

En généralisant les idées développées dans les publications [1], [2], on est arrivé ici au formalisme mathématique de la mécanique quantique non relativiste. On a montré que les relations d'incertitude, ainsi que les expériences mentales qui sont liées à leur interprétation, ont toujours un sens statistique et que l'on ne peut pas en tirer de conséquences sur la conduite d'un corpuscule unique.

Stéphane Le Corre