C’est en 1935 qu’Erwin Schrödinger présente son expérience de pensée face à l’École de Copenhague, afin de réfuter l’interprétation en vigueur alors de la physique quantique. Pour bien comprendre en quoi il s’agit d’une expérience de pensée, il faut garder en tête que celle-ci n’a pas été réalisée. En effet, les conditions techniques pour la mise en place et l’enregistrement des données sont irréalisables. Cette expérience consiste à placer dans une même boîte un chat et une fiole de poison. Dans cette boîte se trouve également un atome instable qui peut se trouver dans deux états de vibration différents. Lorsqu’il est dans un premier état, rien ne se passe. Lorsqu’il est dans un second état, il déclenche un mécanisme qui fait exploser la fiole de poison. Selon l’École de Copenhague, la loi de superposition des états quantiques nous dit que tant que la boîte n’est pas ouverte, le chat se trouve dans deux états en même temps : il est à la fois mort et vivant.

Schrödinger a en fait utilisé cet exemple pour démontrer que la loi de superposition des états quantiques ne s’applique que pour les systèmes quantiques (c’est-à-dire à l’échelle de l’atome) et n’est pas applicable à l’échelle macroscopique. Il a expliqué par cette expérience que les lois de la physique quantique utilisent des paramètres différents de ceux de notre monde.

Peut-on dire que le chat est à la fois mort et vivant ?

Même si dire que le chat est mort et vivant à la fois peut paraître absurde, ce principe est vrai pour des systèmes quantiques. C’est là toute la “magie” de la physique quantique : dans ce domaine, tout n’est pas noir ou blanc, vrai ou faux, un ou zéro. Si le chat était considéré comme un système quantique, alors il pourrait être à la fois mort et vivant. Dans notre système macroscopique, les lois de la physique classique s’appliquent, et le chat est alors soit mort, soit vivant. C’est bien là toute la spécificité de cette science qui diffère de notre physique classique décrivant notre expérience quotidienne. C’est ce que Schrödinger a voulu faire comprendre à l’École de Copenhague. Et ce n’est qu’en 1970 que H. Dieter Zeh introduira le principe de décohérence, qui sera confirmé bien plus tard de manière expérimentale en 1996.

Pourquoi le chat ?

On peut maintenant se poser la question : pourquoi Erwin Schrödinger a-t-il choisi un chat pour cette expérience ? À cette époque, il s’était associé à Albert Einstein qui avait imaginé la même expérience avec un baril de poudre. Ces deux scientifiques étaient-ils tout comme nous amoureux des chats, ou au contraire avaient-ils imaginé cette expérience uniquement pour leur faire du mal ? Aucune source ne nous permet aujourd’hui de savoir pourquoi Erwin Schrödinger a choisi un chat pour son expérience. Une hypothèse souvent reprise est celle d’Alice au pays des merveilles. Le choix du chat serait une référence au chat du Cheshire du célèbre roman de Lewis Carroll, qui a la possibilité d’apparaître et de disparaître à volonté. Et vous, quelle est votre hypothèse ?

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