Des chercheurs ont étudié comment un « pilon » fait de lumière pouvait faire vibrer un « tambour » microscopique tout en restant immobile.

Une équipe de chercheurs du Royaume-Uni et d'Australie a franchi une étape clé vers la compréhension de la frontière entre le monde quantique et notre monde classique de tous les jours.

La mécanique quantique est vraiment bizarre. Les objets peuvent se comporter à la fois comme des particules et des ondes, et peut être ici et là en même temps, défiant notre bon sens. Un tel comportement contre-intuitif est généralement confiné au domaine microscopique et à la question « pourquoi ne voyons-nous pas un tel comportement dans les objets de tous les jours ? » défie de nombreux scientifiques aujourd'hui.

Maintenant, une équipe de chercheurs a mis au point une nouvelle technique pour générer ce type de comportement quantique dans le mouvement d'un minuscule tambour juste visible à l'œil nu. Les détails de leurs recherches sont publiés aujourd'hui dans Nouveau Journal de Physique .

Chercheur principal du projet, Le Dr Michael Vanner du Quantum Measurement Lab de l'Imperial College de Londres, a déclaré :« De tels systèmes offrent un potentiel important pour le développement de nouvelles technologies puissantes à amélioration quantique, tels que des capteurs ultra-précis, et de nouveaux types de transducteurs.

"Étonnamment, cette direction de recherche nous permettra également de tester les limites fondamentales de la mécanique quantique en observant le comportement des superpositions quantiques à grande échelle."

Vibrations mécaniques, tels que ceux qui créent le son d'un tambour, sont une partie importante de notre expérience quotidienne. Frapper un tambour avec une baguette le fait monter et descendre rapidement, produire le son que nous entendons.

Dans le monde quantique, un tambour peut vibrer et rester immobile en même temps. Cependant, générer un tel mouvement quantique est très difficile. auteur principal du projet Dr. Martin Ringbauer du nœud de l'Université du Queensland du Australian Research Council Center for Engineered Quantum Systems, a déclaré:"Vous avez besoin d'un type spécial de baguette pour produire une telle vibration quantique avec notre petit tambour."

Dans les années récentes, le domaine émergent de l'optomécanique quantique a fait de grands progrès vers l'objectif d'un tambour quantique utilisant la lumière laser comme type de baguette. Cependant, de nombreux défis demeurent, la présente étude des auteurs adopte donc une approche non conventionnelle.

Le Dr Ringbauer poursuit :« Nous avons adapté une astuce de l'informatique quantique optique pour nous aider à jouer du tambour quantique. Nous avons utilisé une mesure avec des particules de lumière uniques (photons) pour adapter les propriétés de la baguette.

"Cela offre une voie prometteuse pour créer une version mécanique du chat de Schrödinger, où le tambour vibre et s'immobilise en même temps."

Ces expériences ont permis d'observer pour la première fois des franges d'interférences mécaniques, ce qui est une avancée cruciale pour le domaine.

Dans l'expérience, les franges étaient à un niveau classique dû au bruit thermique, mais motivé par ce succès, l'équipe travaille maintenant dur pour améliorer sa technique et faire fonctionner les expériences à des températures proches du zéro absolu où la mécanique quantique devrait dominer.

Ces futures expériences pourraient révéler de nouvelles subtilités de la mécanique quantique et pourraient même aider à éclairer la voie vers une théorie qui relie le monde quantique et la physique de la gravité.