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La physique quantique bat la mesure
(Agence Science-Presse) Les principes de la physique quantique reposent sur des lois aux allures aléatoires, qui provoquent des phénomènes imprévisibles et rendent toutes mesures de ses mécanismes quasiment impossible. L'action même de mesurer les résultats suffit à annuler le phénomène qu'on est censé observer... Un casse-tête indéchiffrable? Plus pour longtemps.
Être et ne pas être en même temps, telle est la question
L'exemple le plus cité pour expliquer les états simultanés reste l'expérience du fameux chat de Shrödinger. Le malheureux volontaire est enfermé dans une boîte de carton sans ouverture, où se trouve à l'intérieur un flacon de poison et un échantillon de métal radioactif. À l’émission des particules radioactives, le flacon se brisera et le poison libéré tuera le chat. Mais comme la boîte est scellée, il n'y a aucun moyen d’observer ou de mesurer les résultats. La logique quantique suppose que les particules radioactives soient superposées, simultanément en mode émission et non-émission. Selon cette logique, le chat se trouve donc dans un état vivant et mort en même temps.
Un autre classique dans la jeune histoire de la physique quantique : la projection d’un seul quantum vers deux ouvertures pratiquées sur un panneau placé devant un mur. Selon toute logique, le photon devrait passer dans un trou ou dans l'autre. Mais selon la logique quantique, il en serait tout autre : lorsque personne n’observe le résultat, une interférence survient derrière le panneau, une réaction possible seulement si le photon réussit à passer dans les deux ouvertures en même temps. Difficile à concevoir, mais loin du regard, le photon existe à deux endroits différents en même temps!
Les principes de la physique quantique repose sur des lois aux allures aléatoires qui provoquent des phénomènes imprévisibles et rendent toutes mesures de ses mécanismes quasiment impossibles. L'action même de mesurer les résultats suffit à annuler le phénomène qu'on est censé observer... Un casse-tête indéchiffrable? Plus pour longtemps.
Selon la logique quantique, une particule de photon arrive à tourner sur elle-même simultanément dans deux directions différentes. C'est ce qu'on appelle la superposition. Mais au moment où on tente de mesurer la réaction avec un détecteur, la superposition s'arrête. C'est ce qu'on appelle la décohérence quantique. Le photon s'agite alors dans un sens ou dans l'autre, mais pas les deux. Étrange. Plus étrange encore, les théories quantiques sont incapables d'expliquer pourquoi, depuis 80 ans, ce phénomène se produit, précise Markus Aspelmeyer, de l'Université de Vienne en Autriche.
Les machines quantiques capables de saisir les bonnes mesures arriveront bientôt dans le décor. Machine, un bien grand mot pour désigner l'un des premiers prototypes fabriqués minimalement d'une couche d'aluminium de 50 micromètres de long! Cet instrument fonctionne par oscillation et calcule la masse à partir de laquelle les molécules provoquent l'incohérence quantique.
En 2003, les travaux de Roger Penrose de l'Université Oxford imputent la gravité à la décohérence. Pour lui, elle influencerait les objets lourds et extrêmement rapprochés pour les empêcher d'être présents à deux endroits simultanément. On est loin de la coupe aux lèvres, mais ces premiers appareils de mesure sont cruciaux pour comprendre les comportements quantiques actuels, passés ou ceux à venir. Avec un peu plus de précision!
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