Le monde quantique et notre monde quotidien sont des endroits très différents. Dans une publication parue sous le nom de "Suggestion de l'éditeur" dans Physical Review A cette semaine, les physiciens de l'UvA Jasper van Wezel et Lotte Mertens et leurs collègues étudient comment le fait de mesurer une particule quantique la transforme en un objet du quotidien.

La mécanique quantique est la théorie qui décrit les plus petits objets du monde qui nous entoure, allant des constituants d'atomes simples aux petites particules de poussière. Ce royaume microscopique se comporte remarquablement différemment de notre expérience quotidienne, malgré le fait que tous les objets de notre monde à échelle humaine sont eux-mêmes constitués de particules quantiques. Cela conduit à des questions physiques intrigantes :pourquoi le monde quantique et le monde macroscopique sont-ils si différents, où se trouve la ligne de démarcation entre eux et que s'y passe-t-il exactement ?

Problème de mesure

Un domaine particulier où la distinction entre quantique et classique devient essentielle est lorsque nous utilisons un objet du quotidien pour mesurer un système quantique. La division entre le monde quantique et le monde quotidien revient alors à se demander quelle doit être la "grandeur" de l'appareil de mesure pour pouvoir montrer des propriétés quantiques à l'aide d'un affichage dans notre monde quotidien. Découvrir les détails de la mesure, comme le nombre de particules quantiques nécessaires pour créer un appareil de mesure, s'appelle le problème de la mesure quantique.

Alors que les expériences sondant le monde de la mécanique quantique deviennent de plus en plus avancées et impliquent des objets quantiques de plus en plus grands, la ligne invisible où le comportement quantique pur se croise dans les résultats de mesure classiques est rapidement approchée. Dans un article, les physiciens de l'UvA Jasper van Wezel et Lotte Mertens et leurs collègues font le point sur les modèles actuels qui tentent de résoudre le problème de la mesure, et particulièrement ceux qui le font en proposant de légères modifications à la seule équation qui régit tout comportement quantique :l'équation de Schrödinger .

Règle de Born

Les chercheurs montrent que de telles modifications peuvent en principe conduire à des propositions cohérentes pour résoudre le problème de mesure. Cependant, il s'avère difficile de créer des modèles qui satisfont la règle de Born, qui nous indique comment utiliser l'équation de Schrödinger pour prédire les résultats des mesures. Les chercheurs montrent que seuls des modèles d'une complexité mathématique suffisante (en termes techniques :des modèles non linéaires et non unitaires) peuvent donner lieu à la règle de Born et donc avoir une chance de résoudre le problème de mesure et de nous apprendre le croisement insaisissable entre la physique quantique et le monde quotidien.