L'"action effrayante à distance" d'Einstein persiste même à de fortes accélérations, des chercheurs de l'Académie autrichienne des sciences et de l'Université de Vienne ont pu le montrer dans une nouvelle expérience. Une source de paires de photons intriqués a été exposée à un stress massif :l'intrication des photons a survécu à la chute dans une tour de chute ainsi qu'à 30 fois l'accélération gravitationnelle de la Terre dans une centrifugeuse. Cela a été rapporté dans le dernier numéro de Communication Nature . L'expérience aide à approfondir notre compréhension de la mécanique quantique et donne en même temps des résultats précieux pour les expériences quantiques dans l'espace.

La théorie de la relativité d'Einstein et la théorie de la mécanique quantique sont deux piliers importants de la physique moderne. Sur la voie de la réalisation d'une "Théorie du Tout, " ces deux théories doivent être unifiées. Cela n'a pas été réalisé à ce jour, puisque les phénomènes des deux théories peuvent difficilement être observés simultanément. Un exemple typique d'un phénomène de mécanique quantique est l'intrication :cela signifie que la mesure de l'une d'une paire de particules légères, ce qu'on appelle les photons, définit immédiatement l'état de l'autre particule, indépendamment de leur séparation. D'un autre côté, les accélérations élevées peuvent être mieux décrites par la théorie de la relativité. Maintenant pour la première fois, les technologies quantiques nous permettent d'observer ces phénomènes à la fois :La stabilité de l'intrication mécanique quantique des paires de photons peut être testée tandis que les photons subissent une accélération relativiste.

L'intrication quantique s'avère très robuste

Des chercheurs de l'Institut viennois d'optique quantique et d'information quantique (IQOQI) de l'Académie autrichienne des sciences (OeAW) et de l'Université de Vienne ont maintenant étudié ce domaine de recherche expérimentalement pour la première fois. Ils pourraient montrer dans leur expérience que l'intrication entre les photons survit même lorsque la source des paires de photons intriqués, y compris les détecteurs, subit une chute libre ou est accélérée avec 30g, C'est, 30 fois l'accélération de la Terre. Ce faisant, les chercheurs viennois ont établi expérimentalement une borne supérieure en dessous de laquelle il n'y a pas de dégradation de la qualité de l'enchevêtrement.

Important pour les expériences quantiques avec des satellites

"Ces expériences permettront d'unifier les théories de la mécanique quantique et de la relativité, " dit Rupert Ursin, chef de groupe à IQOQI Vienne. La robustesse de l'intrication quantique, même pour les systèmes fortement accélérés, est également cruciale pour les expériences quantiques dans l'espace. « Si l'enchevêtrement était trop fragile, les expériences quantiques n'ont pu être réalisées sur un satellite ou un vaisseau spatial accéléré ou seulement dans une portée très limitée, " illustre Matthias Fink, premier auteur de la publication.

12 mètres de hauteur de chute et 30g

Afin de prouver la robustesse de l'intrication quantique, Le physicien quantique Matthias Fink et ses collègues ont monté une source de paires de photons enchevêtrés en polarisation dans une caisse qui a d'abord été lâchée d'une hauteur de 12 mètres pour atteindre l'apesanteur pendant la chute. Dans la deuxième partie de l'expérience, la caisse a été fixée au bras d'une centrifugeuse puis accélérée jusqu'à 30g. A titre de comparaison pour le lecteur :un tour de montagnes russes exerce au maximum 6g sur les passagers.

Des détecteurs montés sur la caisse ont surveillé l'intrication des photons pendant les expériences. Analyser les données, les physiciens pouvaient calculer une borne supérieure des effets désavantageux de l'accélération sur l'enchevêtrement. Les données ont montré que la qualité de l'enchevêtrement ne dépassait pas significativement la contribution attendue du bruit de fond. "Notre prochain défi sera de stabiliser encore plus le montage afin qu'il résiste à des accélérations beaucoup plus élevées. Cela augmenterait encore plus le pouvoir explicatif de l'expérience, " dit Matthias Fink.