Effet Zénon quantique

 L'effet quantique Zénon (également connu sous le nom de paradoxe de Turing) est une caractéristique des systèmes de mécanique quantique, permettant d'arrêter l'évolution temporelle d'une particule en la mesurant assez fréquemment par rapport à un paramètre de mesure choisi1.

Parfois, cet effet est interprété comme « un système ne peut pas changer pendant que vous le regardez »2. On peut « figer » l'évolution du système en le mesurant assez fréquemment dans son état initial connu. Le sens du terme s'est depuis élargi, conduisant à une définition plus technique, dans laquelle l'évolution du temps peut être supprimée non seulement par la mesure : l'effet quantique Zénon est la suppression de l'évolution unitaire du temps dans les systèmes quantiques fournie par une variété de sources : mesure, interactions avec l'environnement, champs stochastiques, entre autres3. À la suite de l'étude de l'effet quantique Zénon, il est devenu évident que l'application d'une série d'impulsions suffisamment fortes et rapides avec une symétrie appropriée peut également découpler un système de son environnement de décohésion4.

Le nom vient du paradoxe de la flèche de Zénon, qui stipule que parce qu'une flèche en vol ne bouge pas pendant un seul instant, elle ne peut pas bouger du tout. La première dérivation rigoureuse et générale de l'effet quantique Zénon a été présentée en 1974 par Degasperis, Fonda et Ghirardi5, bien qu'elle ait été précédemment décrite par Alan Turing6. La comparaison avec le paradoxe de Zénon est due à un article de 1977 de George Sudarshan et Baidyanath Misra1.

Selon le postulat de réduction, chaque mesure provoque l'effondrement de la fonction d'onde à un état propre de la base de mesure. Dans le contexte de cet effet, une observation peut simplement être l'absorption d'une particule, sans avoir besoin d'un observateur au sens conventionnel du terme. Cependant, il existe une controverse sur l'interprétation de l'effet, parfois appelé « ⁣ problème de mesure » en traversant l'interface entre les objets microscopiques et macroscopiques7,8.

Un autre problème crucial lié à l'effet est strictement lié à la relation d'indétermination temps-énergie (partie du principe d'incertitude). Si l'on veut rendre le processus de mesure de plus en plus fréquent, il faut diminuer en conséquence la durée de la mesure elle-même. Mais la demande que la mesure ne dure que très peu de temps implique que la propagation énergétique de l'état dans lequel se produit la réduction devient de plus en plus grande. Cependant, les écarts par rapport à la loi de décroissance exponentielle pour de petits temps sont liés de manière cruciale à l'inverse de la propagation de l'énergie, de sorte que la région dans laquelle les écarts sont appréciables se rétrécit lorsque l'on raccourcit de plus en plus la durée du processus de mesure. Une évaluation explicite de ces deux demandes concurrentes montre qu'il est inapproprié, sans tenir compte de ce fait fondamental, de traiter de la survenance et de l'émergence effectives de l'effet Zénon