Mathématiciens des universités de York, Munich et Cardiff ont identifié une propriété unique des particules de mécanique quantique :elles peuvent se déplacer dans le sens inverse de la direction dans laquelle elles sont poussées.

Dans la vie de tous les jours, les objets se déplacent dans la même direction que leur élan – une voiture en marche avant avance, et certainement pas en arrière.

Cependant, ce n'est plus vrai aux échelles microscopiques - les particules quantiques peuvent partiellement s'inverser et se déplacer dans la direction opposée à leur quantité de mouvement. Cette propriété unique est connue sous le nom de « refoulement ».

Nouvelle découverte

C'est la première fois que cela a été trouvé dans une particule où des forces externes agissent sur elle. Précédemment, les scientifiques n'étaient conscients de ce mouvement que dans les particules quantiques "libres", où aucune force n'agit sur eux.

En combinant des méthodes analytiques et numériques, les chercheurs ont également obtenu des estimations précises sur la force de ce phénomène. De tels résultats démontrent que le refoulement est toujours présent mais qu'il s'agit d'un effet plutôt faible, ce qui peut expliquer pourquoi il n'a pas encore été mesuré.

Cette découverte ouvre la voie à de nouvelles recherches en mécanique quantique, et pourrait être appliqué à de futures expériences dans les domaines de la technologie quantique tels que le cryptage informatique.

Unique aux particules quantiques

Dr Henning Bostelmann, Chercheur au département de mathématiques de York, a déclaré:"Cette nouvelle analyse théorique des particules de mécanique quantique montre que cet effet de" reflux "est omniprésent en physique quantique.

"Nous avons montré que le reflux peut toujours se produire, même si une force agit sur la particule quantique pendant qu'elle se déplace. L'effet de reflux est le résultat de la dualité onde-particule et de la nature probabiliste de la mécanique quantique, et c'est déjà bien compris dans un cas idéalisé de mouvement sans force."

Dr Gandalf Lechner, Chercheur à l'école de mathématiques de l'université de Cardiff, dit :« Les forces peuvent bien sûr faire reculer une particule, c'est-à-dire ils peuvent le refléter, et cela conduit naturellement à un reflux accru. Mais nous pourrions montrer que même dans un milieu complètement sans réflexion, un reflux se produit. En présence de réflexion, d'autre part, nous avons constaté que le reflux reste un petit effet, et estimé son ampleur.

Forces externes

Dr Daniela Cadamuro, Chercheur à l'Université Technique de Munich, a déclaré :« L'effet de reflux en mécanique quantique est connu depuis un certain temps, mais il a toujours été discuté en ce qui concerne les particules quantiques "libres", c'est à dire., aucune force externe n'agit sur la particule.

« Comme les particules quantiques « libres » sont un situation peut-être irréaliste, nous avons montré que le reflux se produit toujours lorsque des forces externes sont présentes. Cela signifie que les forces externes ne détruisent pas l'effet de refoulement, ce qui est une nouvelle découverte passionnante."

"Ces nouvelles découvertes nous permettent de découvrir la configuration optimale d'une particule quantique qui présente la quantité maximale de reflux, ce qui est important pour la future vérification expérimentale.