Une équipe de chercheurs de l'Université de Toronto a trouvé un moyen de mesurer le temps nécessaire à l'effet tunnel quantique. Dans leur article publié dans la revue La nature , le groupe décrit les expériences qu'ils ont menées et le résultat qu'ils ont trouvé en essayant de mesurer combien de temps l'effet tunnel quantique prend dans certaines circonstances.

Dans un sens, l'effet tunnel quantique est simple :c'est un phénomène dans lequel une particule traverse une barrière énergétique malgré le manque d'énergie pour le faire. Les scientifiques ne savent pas vraiment comment cela fonctionne, mais ont trouvé des utilisations pour cela de toute façon, comme la fabrication de microscopes à effet tunnel. Un facteur de l'effet tunnel quantique qui a été débattu par les physiciens au cours du siècle dernier est le temps qu'il faut à une particule pour traverser une barrière énergétique.

La difficulté de répondre à cette question réside dans la définition du temps lui-même, et comment cela s'applique à l'effet tunnel quantique. Dans ce nouvel effort, les chercheurs ont adopté une approche simplifiée pour mesurer le temps qu'il faut à un type de particule (un atome de rubidium) pour traverser un type très spécifique de barrière énergétique (un faisceau laser). L'"horloge" de leurs expériences était le spin des atomes de rubidium utilisés - puisque la durée de leur spin est une quantité connue, ils peuvent être utilisés comme horloges en mesurant la quantité de spin qui se produit pendant qu'ils sont soumis à des tests, tels que le passage à travers un faisceau laser. Ainsi, tout ce que les chercheurs avaient à faire était de noter l'état actuel du spin de l'atome avant qu'il n'entre dans le faisceau, puis de le mesurer à nouveau à sa sortie.

L'exécution du plan impliquait de piéger un nuage d'atomes de rubidium à l'aide d'un faisceau laser, puis d'utiliser le même faisceau laser pour déplacer les atomes sur la trajectoire d'un autre faisceau laser et de mesurer leur spin de chaque côté du deuxième faisceau. Pour faciliter la mesure du spin des atomes, les chercheurs ont d'abord ultra-refroidi le nuage avant de l'envoyer à travers la barrière énergétique. La mesure du changement de spin a montré que l'effet tunnel a pris environ 0,62 milliseconde.

Dans d'autres enquêtes, les chercheurs aimeraient en savoir plus sur la trajectoire des atomes lorsqu'ils traversent la barrière - et ils notent également que certaines théories ont suggéré que les particules sont capables de traverser une barrière sans jamais avoir traversé son intérieur.

© 2020 Réseau Science X