La mécanique quantique et la théorie générale de la relativité forment le fondement de la compréhension actuelle de la physique, mais les deux théories ne semblent pas fonctionner ensemble. Les phénomènes physiques reposent sur la relation de mouvement entre l'observé et l'observateur. Certaines règles s'appliquent à tous les types d'objets observés et à ceux qui observent, mais ces règles ont tendance à s'effondrer au niveau quantique, où les particules subatomiques se comportent de manière étrange.

Une équipe internationale de chercheurs a développé un cadre unifié qui expliquerait cette apparente rupture entre la physique classique et la physique quantique, et ils l'ont mis à l'épreuve à l'aide d'un satellite quantique appelé Micius. Ils ont publié leurs résultats excluant une version de leur théorie le 19 septembre dans Science .

Micius fait partie d'un projet de recherche chinois appelé Quantum Experiments at Space Scale (QUESS), dans lequel les chercheurs peuvent examiner la relation avec la physique quantique et classique à l'aide d'expériences lumineuses. Dans cette étude, les chercheurs ont utilisé le satellite pour produire et mesurer deux particules intriquées.

"Grâce aux technologies avancées mises à disposition par Micius, pour la première fois dans l'histoire de l'humanité, nous avons réussi à réaliser une expérience d'optique quantique significative testant la physique fondamentale entre la théorie quantique et la gravité, " dit Jian-Wei Pan, auteur de l'article et directeur du CAS center for Excellence in Quantum Information and Quantum Physics à l'Université des sciences et technologies de Chine

La théorie que Pan et l'équipe ont testée était que les particules se décorréleraient les unes des autres lorsqu'elles traverseraient des régions gravitationnelles distinctes de la Terre. Les différentes forces gravitationnelles forceraient une interaction quantique qui se comporterait comme le ferait le relativisme classique :la particule avec moins de gravité se déplacerait avec moins de contraintes que celle avec une gravité plus forte.

Selon Pan, ce « formalisme événementiel » tente de présenter une description cohérente des champs quantiques tels qu'ils existent dans l'espace-temps exotique, qui contient des courbes de type temps fermées, et l'espace-temps ordinaire, qui se comporte en relativité générale. Le formalisme événementiel a standardisé le comportement à travers la physique quantique et classique.

« Si nous observions l'écart, cela signifierait que le formalisme événementiel est correct, et nous devons considérablement réviser notre compréhension de l'interaction entre la théorie quantique et la théorie de la gravité, " dit Pan. " Cependant, dans notre expérience, nous avons écarté la version forte du formalisme événementiel, mais il y a d'autres versions à tester."

Les chercheurs n'ont pas vu les particules s'écarter des interactions attendues prédites par la compréhension quantique de la gravité, mais ils prévoient de tester une version de leur théorie qui permet un peu plus de flexibilité.

« Nous avons écarté la version forte du formalisme événementiel, mais un modèle modifié reste une question ouverte, " dit Pan.

Pour tester cette version, Pan et l'équipe lanceront un nouveau satellite qui orbitera 20 à 60 fois plus haut que Micius pour tester un champ de force de gravité plus large.