Cette théorie aide à expliquer pourquoi les ondes peuvent transporter des informations provenant de notre environnement. Lorsqu’une onde interagit avec la matière, elle lui transfère une partie de son énergie. Ce transfert d'énergie peut provoquer des vibrations ou des mouvements de la matière, qui peuvent alors être détectés par nos sens. Par exemple, lorsque nous entendons un son, les ondes sonores font vibrer nos tympans. Notre cerveau interprète alors cette vibration comme un son.
Les scientifiques étudient la dualité onde-particule depuis plus d’un siècle et ont mené de nombreuses expériences pour étayer cette théorie. L’une des expériences les plus connues est celle de la double fente. Dans cette expérience, un faisceau de lumière passe à travers deux fentes d’un écran. Si la lumière était une onde pure, nous nous attendrions à voir un seul point lumineux sur l’écran derrière les fentes. Cependant, ce que nous voyons en réalité est une série de bandes claires et sombres. Cette tendance peut s’expliquer par la dualité onde-particule. Les bandes claires correspondent aux endroits où les ondes provenant des deux fentes interfèrent de manière constructive, tandis que les bandes sombres correspondent aux endroits où elles interfèrent de manière destructrice. Ces dernières années, cette théorie a été testée expérimentalement, même sur des tissus biologiques, avec des résultats prometteurs pour les domaines médicaux, car elle ouvre la voie à la capacité de générer des images biologiques avec une résolution spatiale et une profondeur de pénétration sans précédent via une méthode non invasive.
Les scientifiques qui étudient la dualité onde-particule pensent que les ondes transportent les informations provenant de notre environnement de plusieurs manières. L’onde la plus étudiée est l’onde électromagnétique. Cette onde transporte toutes les informations et le spectre s'étend de l'infrarouge à la lumière visible (y compris toutes les couleurs de l'arc-en-ciel) et se termine par la lumière ultraviolette. En outre, les échantillons biologiques sont constitués d’un agencement complexe de structures biologiques (des molécules jusqu’aux cellules entières d’un organe) ayant des tailles spatiales différentes. Comme mentionné précédemment, les ondes électromagnétiques ont des longueurs d'onde finies, ce qui signifie que ces ondes ne peuvent résoudre et transporter des informations que sur des objets ayant des échelles de taille similaires ou plus grandes que leur longueur d'onde. Cela conduit à un problème inhérent :plus la longueur d’onde est longue, plus la résolution ou la quantité d’informations codées dans ce type d’onde donné est faible.
La dualité onde-particule constitue une approche révolutionnaire de la manière dont nous envisageons la lumière, les particules et l’interaction entre elles. Cette nouvelle compréhension des phénomènes complexes qui nous entourent a non seulement approfondi nos connaissances en physique fondamentale, mais a également ouvert la voie à des avancées technologiques révolutionnaires allant des techniques d'imagerie à ultra haute résolution à la production efficace d'énergie, avec des percées potentielles encore au-delà de l'horizon qui redéfiniraient davantage notre monde et façonner les futurs paysages scientifiques.
