La théorie de la mesure, basée sur la mesure projective, constitue un aspect fondamental de la mécanique quantique. La mesure faible diffère de la mesure projective traditionnelle sur laquelle les axiomes élémentaires de la physique quantique sont bâtis. Bien que définie dans le cadre de la théorie quantique standard, les mesures faibles sont encore mal comprises. Le travail de thèse s'inscrit dans une large démarche qui vise à comprendre les implications conceptuelles et pratiques d'une telle mesure et à la comprendre dans le cadre de la théorie quantique.Le chapitre 1 est une introduction détaillée à la mesure faible et à la valeur faible. Ensuite, nous étudierons les "trajectoires faibles" dans un interféromètre à fentes d'Young. Nous abordons au chapitre 3 les implications de l'annulation d'une valeur faible au regard de l'apparition de trajectoires faibles dans des interféromètres de Mach-Zender imbriqués. Enfin, le chapitre 4 traite des critiques théoriques et expérimentales présentes dans la littérature concernant l'effet du Chat du Cheshire quantique qui est défini dans le cadre de mesures faibles.
La théorie de la mesure, basée sur la mesure projective, constitue un aspect fondamental de la mécanique quantique. La mesure faible diffère de la mesure projective traditionnelle sur laquelle les axiomes élémentaires de la physique quantique sont bâtis. Bien que définie dans le cadre de la théorie quantique standard, les mesures faibles sont encore mal comprises. Le travail de thèse s'inscrit dans une large démarche qui vise à comprendre les implications conceptuelles et pratiques d'une telle mesure et à la comprendre dans le cadre de la théorie quantique.Le chapitre 1 est une introduction détaillée à la mesure faible et à la valeur faible. Ensuite, nous étudierons les "trajectoires faibles" dans un interféromètre à fentes d'Young. Nous abordons au chapitre 3 les implications de l'annulation d'une valeur faible au regard de l'apparition de trajectoires faibles dans des interféromètres de Mach-Zender imbriqués. Enfin, le chapitre 4 traite des critiques théoriques et expérimentales présentes dans la littérature concernant l'effet du Chat du Cheshire quantique qui est défini dans le cadre de mesures faibles.
La théorie de la mesure, basée sur la mesure projective, constitue un aspect fondamental de la mécanique quantique. La mesure faible diffère de la mesure projective traditionnelle sur laquelle les axiomes élémentaires de la physique quantique sont bâtis. Bien que définies dans le cadre de la théorie quantique standard, les mesures faibles sont encore mal comprises. Le travail de thèse s'inscrit dans une large démarche qui vise à comprendre les implications conceptuelles et pratiques d'une telle mesure et à la comprendre dans le cadre de la théorie quantique.Le chapitre 1 est une introduction détaillée à la mesure faible et à la valeur faible. Ensuite, nous étudierons les "trajectoires faibles" dans un interféromètre à fentes d'Young. Nous abordons au chapitre 3 les implications de l'annulation d'une valeur faible au regard de l'apparition de trajectoires faibles dans des interféromètres de Mach-Zender imbriqués. Enfin, le chapitre 4 traite des critiques théoriques et expérimentales présentes dans la littérature concernant l'effet du Chat du Cheshire quantique qui est défini dans le cadre de mesures faibles.
La théorie de la mesure, basée sur la mesure projective, constitue un aspect fondamental de la mécanique quantique. La mesure faible diffère de la mesure projective traditionnelle sur laquelle les axiomes élémentaires de la physique quantique sont bâtis. Bien que définie dans le cadre de la théorie quantique standard, les mesures faibles sont encore mal comprises. Le travail de thèse s'inscrit dans une large démarche qui vise à comprendre les implications conceptuelles et pratiques d'une telle mesure et à la comprendre dans le cadre de la théorie quantique.Le chapitre 1 est une introduction détaillée à la mesure faible et à la valeur faible. Ensuite, nous étudierons les "trajectoires faibles" dans un interféromètre à fentes d'Young. Nous abordons au chapitre 3 les implications de l'annulation d'une valeur faible au regard de l'apparition de trajectoires faibles dans des interféromètres de Mach-Zender imbriqués. Enfin, le chapitre 4 traite des critiques théoriques et expérimentales présentes dans la littérature concernant l'effet du Chat du Cheshire quantique qui est défini dans le cadre de mesures faibles.
Valeurs faibles en mécanique quantique : questions conceptuelles Depuis leur introduction en 1988, les valeurs faibles suscitent un intérêt grandissant, alimenté par les progrès en théorie de la mesure quantique et par l'attention accrue aux questions fondamentales de la mécanique quantique. Cette thèse examine philosophiquement la nature et les implications des valeurs faibles, en privilégiant leur interprétation et leur rôle dans la génération et la résolution de paradoxes quantiques. Notre thèse centrale est que les valeurs faibles séquentielles constituent de nouveaux outils conceptuels pour évaluer la cohérence logique de manière atemporelle et encouragent une ontologie relationnelle. Le chapitre 1 pose les fondements conceptuels et philosophiques, défendant l'idée qu'analyser les valeurs faibles nécessite une méthodologie philosophique informée par la structure formelle de la théorie quantique et les questions fondamentales qu'elle soulève. Le chapitre 2 examine de façon critique la mesure faible et les valeurs faibles : leurs bases théoriques, leur évolution historique, leur contexte expérimental et leurs problèmes d'interprétation. L'analyse de paradoxes comme l'interféromètre imbriqué ou le chat de Cheshire quantique révèle que les valeurs faibles suggèrent des trajectoires spatio-temporelles discontinues, contraires aux intuitions classiques. Nous affirmons que les valeurs faibles sont intrinsèquement contextuelles : leur signification émerge du cadre défini par la pré- et post-sélection du système. Le chapitre 3 développe une approche novatrice de la « présence de particule à travers le temps » en s'appuyant sur des conceptions métaphysiques de la persistance. Il propose de restaurer la continuité dans des paradoxes comme celui des trois boîtes. Notre cadre évalue la persistance des particules dans l'espace-temps via les valeurs faibles séquentielles, interprétées comme des tests de cohérence logique de propositions temporellement distribuées. L'argument central est que la présence se définit sur des durées temporelles plutôt qu'à des instants discrets, permettant une présence indépendante d'un ordre causal déterminé. Le chapitre 4 applique ces idées à la mécanique quantique relationnelle (RQM) pour traiter le problème persistant du manque d'accord intersubjectif dans les interprétations relationnelles. Étant donné le rejet de toute perspective absolue en RQM, ce chapitre critique les tentatives existantes de mise en correspondance des perspectives et propose une nouvelle approche de la confirmation empirique, basée sur la persistance et la cohérence des traces mnésiques de l'observateur. Nous élaborons un modèle à deux étapes : confirmation interne par valeurs faibles séquentielles, puis confirmation relationnelle par un second observateur. Ce modèle offre une nouvelle approche de la confirmation en RQM tout en préservant son caractère non absolutiste. Les valeurs faibles séquentielles y sont réinterprétées comme des sondes atemporelles servant l'observateur informationnel, distinct de son équivalent physique. Leur nature atemporelle leur permet d'établir la cohérence logique des enregistrements de l'observateur et de leur conférer une crédibilité, sans présupposer un ordre temporel classique. Ces résultats suggèrent une ontologie fondée sur des relations primitives plutôt que sur des événements temporellement ordonnés. Le chapitre 4 prolonge ainsi les arguments sur la contextualité des chapitres précédents : comme les valeurs faibles montrent que les résultats dépendent du contexte expérimental, leur structure séquentielle et temporellement symétrique révèle une contextualité temporelle. Celle-ci remet en question le présupposé classique d'un ordre causal fixe et renforce la thèse d'une ontologie relationnelle non classique. Le chapitre 5 conclut en récapitulant les principaux résultats et en présentant des questions ouvertes ainsi que des perspectives de recherche future.
Les travaux récents en fondements de la théorie quantique (des champs) et en information quantique relativiste tentent de mieux comprendre les effets des contraintes de causalité imposées aux opérations physiques sur la structure des corrélations quantiques. Le premier chapitre de cette thèse est consacré à l'étude des implications conceptuelles de la non-localité quantique, notion qui englobe celle d'intrication dans un sens précis. Nous détaillons comment les récentes approches informationnelles tentent de saisir la structure des corrélations non-locales, ainsi que les questions que ces dernières soulèvent concernant la capacité d'un observateur localisé à isoler un système de son environnement. Le second chapitre détaille les effets de l'invariance de Poincaré sur la détection et la quantification de l'intrication. Cette invariance impose que tous les systèmes soient modélisés en dernière instance dans le cadre de la théorie des champs, ce qui implique qu'aucun système à énergie finie ne puisse être localisé, ainsi que la divergence de toute mesure d'intrication pour des observateurs localisés. Nous fournissons une solution à ces deux problèmes en démontrant l'équivalence générique qui existe entre une résolution spatiale finie des appareils de mesure et l'exclusion des degrés de liberté de haute énergie de la définition du système observé. Cette équivalence permet une interprétation épistémique du formalisme quantique standard décrivant les systèmes localisés non-relativistes et leurs corrélations, clarifiant ainsi l'origine des mesures finies d'intrication pour de tels systèmes. Le dernier chapitre explore un cadre théorique récemment introduit qui prédit l'existence de corrélations quantiques sans ordre causal défini. Procédant par analogie avec le cas des corrélations non-locales, nous présentons quelques principes informationnels contraignant la structure de ces corrélations dans le but de mieux en comprendre l'origine physique.
Ce chapitre portent sur les changements conceptuels et les problèmes philosophiques soulevés par la théorie de la relativité et la mécanique quantique. Dans une première section, nous nous intéresserons à la relativité du temps, une conséquence de la théorie de la relativité qui trouve actuellement une application pratique avec les systèmes de géolocalisation par satellite. Dans la deuxième section, nous analyserons comment la distinction entre passé, présent et futur est remise en cause par cette théorie. Selon Hilary Putnam, par exemple, la différence entre passé, présent et futur n'est plus une différence réelle et objective. Nous nous intéresserons ensuite à la mécanique quantique. Dans ce cadre, une troisième section portera sur le problème de la mesure. Nous montrerons que la mécanique quantique se heurte à un problème concernant ses fondements : la notion de « mesure » d'une grandeur reste une notion ambiguë. Enfin, dans une quatrième et dernière section, nous nous demanderons si la mécanique quantique est une théorie déterministe ou indéterministe, et montrerons que la réponse à cette question suppose de distinguer différentes interprétations de la mécanique quantique.
Nous examinons les relations possibles entre la relativité générale et la mécanique quantique, du point de vue des représentations qu'elles se font de l'espace et du temps, qui sont différentes. Nous nous rapportons à notre propre compréhension des concepts d'espace et de temps, construits en opposition l'un à l'autre à partir des phénomènes physiques, et non constituant un cadre extérieur a priori. Dans le cadre d'une pensée relationnelle, on ne peut que comparer des phénomènes à d'autres phénomènes, et de cette confrontation naissent les repères d'espace-temps, dessinés par les trajectoires de certains phénomènes considérés arbitrairement de façon privilégiée. C'est dans ce cadre qu'il faut penser la possible association de la relativité générale (qui n'a pas le monopole de l'espace et du temps) et de la mécanique quantique (qui n'a pas le monopole de la quantification, cette dernière devant être comprise par la comparaison de deux classes de phénomènes dans une vision probabiliste). La question générale à se poser est celle d'échanges possibles entre les différents points de vue, appuyés sur les divers phénomènes possibles, c'est-à-dire ceux sur lesquels espace et le temps sont définis, et les autres. Ce ne sont pas l'espace et le temps qui disparaissent, ce sont les points de vue qui s'échangent. Ces échanges sont rendus possibles en représentant espace et temps, comme les autres phénomènes, par une paire de champs (r, t) ; r et t sont des vecteurs dans un espace à trois dimensions (le temps est marqué par la position d'un point mobile dans le même espace que celui qui définit la position des points), en opposition aux paires de champs (f, g) associées aux autres phénomènes (comme l'est la paire des champs électrique et magnétique). On peut in fine envisager une quantification de l'espace et du temps ; on peut envisager encore la définition de temps et espace par la seule mécanique quantique. Un cadre préliminaire et qualitatif est ici présenté comme base de futures recherches quantitatives.