Présentation :
Dans le monde fascinant de la mécanique quantique, les particules présentent des comportements étranges, comme exister simultanément dans plusieurs états (superposition) et s’influencer mutuellement quelle que soit la distance qui les sépare (intrication). Cependant, lorsque les particules interagissent avec leur environnement, ces propriétés quantiques semblent disparaître, laissant place au monde classique que nous connaissons. Les scientifiques cherchent depuis longtemps à comprendre comment et quand se produit cette transition du comportement quantique au comportement classique. Une avancée récente réalisée par une équipe de physiciens a mis en lumière cette question fondamentale.
Résultats de la recherche :
Dans une série d'expériences menées à l'Université de Vienne, un groupe de chercheurs dirigé par le professeur Anton Zeilinger a étudié comment les particules fondamentales, en particulier les photons, perdent leur cohérence quantique. Ils ont utilisé un dispositif d'interférence quantique, connu sous le nom d'interféromètre Mach-Zehnder, pour observer le comportement des photons lorsqu'ils traversaient une série de miroirs et de séparateurs de faisceaux. En introduisant différents niveaux de bruit et d’interactions dans l’environnement, ils ont pu étudier la transition du comportement quantique au comportement classique.
Leurs découvertes ont révélé qu’à mesure que les photons rencontraient des quantités croissantes de bruit et d’interactions environnementales, ils perdaient progressivement leurs propriétés quantiques. Les chercheurs ont identifié un seuil critique au-delà duquel le comportement des photons pouvait être décrit avec précision par la physique classique, tandis qu'en dessous de ce seuil, leur comportement restait mécanique quantique. Ce seuil représentait le point auquel la cohérence quantique était effectivement détruite par l’environnement.
Implications :
La découverte de ce seuil critique a des implications significatives pour notre compréhension de la mécanique quantique et de ses relations avec la physique classique. Il fournit des preuves expérimentales de la théorie de la décohérence, qui suggère que l’environnement joue un rôle crucial en faisant perdre aux systèmes quantiques leur cohérence quantique et en les faisant devenir classiques. Cette découverte a également des implications potentielles pour les technologies quantiques, telles que l’informatique quantique et la communication quantique, où le maintien de la cohérence quantique est essentiel pour réaliser des applications pratiques.
Conclusion :
En identifiant expérimentalement comment les particules fondamentales perdent la trace de leurs propriétés mécaniques quantiques, les physiciens ont acquis une compréhension plus approfondie de la frontière entre les domaines quantique et classique. Cette percée approfondit notre compréhension de la transition du comportement quantique au comportement classique et pourrait ouvrir la voie à des progrès dans les technologies quantiques et à l’exploration des aspects fondamentaux de la réalité au niveau quantique.
