Pour la première fois, des scientifiques ont soumis l’intrication quantique à des niveaux extrêmes d’accélération, et cette “action étrange à distance” n’a rien de fragile : elle est bien plus robuste que nous le pensions.
Dans des expériences récentes, des particules intriquées ont tenu bon même lorsqu’elles ont été accélérées à 30g – 30 fois l’accélération terrestre – et les résultats pourraient avoir un impact important sur notre recherche d’une théorie unifiée de la physique moderne.
les résultats pourraient avoir un impact important sur notre recherche d’une théorie unifiée de la physique moderne. “Ces expériences nous aideront à unifier les théories de la mécanique quantique et de la relativité”, déclare l’un des membres de l’équipe, Rupert Ursin, de l’université de Vienne, en Autriche.
L’intrication quantique est l’une des manifestations de la mécanique quantique les plus fréquemment testées, mais nous ignorons encore beaucoup de choses sur ce phénomène bizarre, qui consiste à ce que deux particules “partagent” essentiellement une existence.
Cela signifie que ce qui arrive à une particule affecte directement et instantanément l’autre, même si cette dernière se trouve à plusieurs années-lumière.
Nous savons que l’intrication est réelle, mais c’est un phénomène que la relativité d’Einstein ne peut expliquer. La physique moderne se retrouve donc coincée entre deux réalités incongrues que personne ne sait comment unifier. d’innombrables expériences qui ont permis d’établir que l’intrication est une réalité
Pour trouver le moyen de combler le fossé entre la physique quantique et la physique classique, il faut pouvoir observer des aspects des deux simultanément. C’est ce qu’ont fait Ursin et son équipe en soumettant des particules enchevêtrées aux fortes accélérations décrites par la relativité.
Pour ce faire, les chercheurs ont monté une source de paires de photons (particules de lumière) enchevêtrés dans une caisse, qu’ils ont d’abord lâchée d’une hauteur de 12 mètres pour obtenir une gravité nulle en chute libre.
Ensuite, la caisse a été fixée au bras d’une centrifugeuse en rotation, puis accélérée jusqu’à 30g. Pour mettre cela en perspective, une montagne russe vous soumet à seulement 6g, et à environ 9g, la plupart des humains s’évanouissent, le sang ayant du mal à atteindre le cerveau.
Des détecteurs montés sur la caisse étaient là pour surveiller l’intrication des photons pendant qu’ils subissaient ces tests de stress majeurs, et ont révélé que la paire “effrayante” avait tenu bon dans les conditions de milli-g (tour de chute) et d’hyper-g (centrifugeuse).
“Nos résultats montrent que l’intrication quantique n’est pas affectée par le mouvement non inertiel dans la limite de la résolution de notre système de test”, concluent les chercheurs.
“Cela représente le premier effort expérimental exposant un véritable système quantique à des conditions milli-g et hyper-g, et étend le régime expérimental dans lequel on peut dire que les effets quantiques existent en harmonie avec la relativité.”
Non seulement il s’agit d’une grande victoire pour les physiciens qui souhaitent observer simultanément les effets de la physique quantique et de la physique classique, mais le fait que les photons soient restés fermement intriqués lors de tests aussi extrêmes signifie que nous n’avons pas à craindre qu’ils se séparent lors d’expériences menées au-delà d’un laboratoire terrestre.
“Si l’intrication était trop fragile, les expériences quantiques ne pourraient pas être réalisées sur un satellite ou un vaisseau spatial accéléré, ou seulement dans un rayon très limité”, explique Matthias Fink, l’un des membres de l’équipe.
La prochaine étape consiste à monter d’un cran et à déterminer jusqu’où la limite de l’accélération peut aller.
“Notre prochain défi consistera à stabiliser encore davantage le dispositif, afin qu’il puisse supporter des accélérations beaucoup plus fortes”, explique Matthias Fink. “Cela renforcerait encore le pouvoir explicatif de l’expérience”
Les travaux de recherche ont été publiés dans Nature Communications.