WATCH : Voici comment l’intrication quantique fonctionne réellement

Votre cerveau risque d’avoir un peu mal en regardant l’épisode de Veritasium ci-dessus, mais croyez-nous, ça en vaut la peine.

Il y est question de l’intrication quantique, de son fonctionnement et de la possibilité ou non de communiquer à une vitesse supérieure à celle de la lumière. Le créateur Derek Muller explique comment nous le savons

Fondamentalement, l’intrication quantique stipule que deux particules peuvent être liées, de sorte que ce qui arrive à l’une affecte directement et instantanément ce qui arrive à l’autre – même si cette autre particule se trouve à des années-lumière.

Cette théorie posait problème à Einstein, car elle allait à l’encontre de sa théorie spéciale du relatif, selon laquelle rien ne peut voyager plus vite que la vitesse de la lumière, ce qui l’a amené à qualifier l’intrication d'”action étrange à distance”, car il trouvait cette théorie absurde.

Que se passe-t-il donc réellement avec les particules enchevêtrées ? Comme l’explique si bien Derek (avec des versions miniatures de lui-même), pour comprendre l’intrication, il faut d’abord comprendre le spin.

Toutes les particules fondamentales ont une propriété appelée spin, ce qui ne signifie pas vraiment qu’elles tournent sur elles-mêmes, mais qu’elles ont une orientation dans l’espace et un moment angulaire.

Nous pouvons mesurer le spin, mais tout dépend de la direction de la mesure que nous utilisons. Par exemple, si le spin d’une particule est aligné avec la direction de notre mesure, nous disons que cette particule a un spin ascendant. Si ce n’est pas le cas, elle a un spin vers le bas.

Mais nous pouvons également mesurer le spin horizontalement, ce qui signifie que nous avons une chance sur deux que le spin s’aligne sur notre mesure (haut) ou non (bas). Cela signifie que nous pouvons changer la direction du spin simplement en le mesurant.

Pour tester l’intrication quantique, il faut prendre deux particules qui ont été préparées de la même manière. Par exemple, formées spontanément à partir d’énergie.

Et comme le moment angulaire total de l’Univers doit rester constant, vous pouvez alors prédire que si vous mesurez l’une de ces particules intriquées et qu’elle a un spin ascendant, l’autre de la paire doit avoir un spin descendant – sinon les lois de l’Univers seraient violées.

Cela signifie qu’en réalité, les deux particules intriquées n’ont pas de spin bien défini tant que vous ne les mesurez pas. Elles sont en fait dépourvues de spin jusqu’à ce que la première soit mesurée, et cette valeur détermine alors le spin de la seconde particule.

Nous savons que c’est vrai parce que même lorsque les scientifiques mesurent le spin des particules horizontalement, ce qui devrait leur donner une chance sur deux d’obtenir un spin vers le haut ou vers le bas, la deuxième particule a toujours un spin opposé à celui de la première.

Einstein, bien sûr, a proposé une autre théorie pour expliquer ce phénomène : et si les particules contenaient des informations secrètes que nous ne pouvons pas mesurer ? Et si elles savaient depuis le début quels seront leurs spins, et que c’est cela qui fait qu’elles sont toujours opposées, et non l’intrication ?

Comme le montre la vidéo ci-dessus, des scientifiques ont découvert comment tester cette hypothèse au moyen d’une expérience intelligente mais étonnamment simple. Et les résultats sont clairs : statistiquement parlant, il est impossible que les particules contiennent des informations cachées.

Cela signifie que l’intrication quantique est réelle… mais les nouvelles recherches montrent également que le phénomène ne nous permettra pas de communiquer plus vite que la vitesse de la lumière, ce qui signifie qu’il ne viole pas la théorie spéciale de la relativité. Et cela, au moins, rendrait Einstein heureux.

Confus ? Ne vous inquiétez pas, nous l’étions aussi. Mais regardez la vidéo ci-dessus pour en savoir plus sur le fonctionnement de l’intrication quantique et voir la bien meilleure explication scientifique de Derek. C’est étonnamment simple, une fois que l’on a compris, et absolument fascinant.

Vous pouvez également en savoir plus sur l’intrication quantique dans la vidéo de l’UNSW Engineering ci-dessous. L’univers dans lequel nous vivons est vraiment étonnant.

Source : Veritasium