(Institut Niels Bohr) Nous parcourons notre univers avec la confiance d'un géant, sans penser au fait que la réalité bouillonne d'incertitude.
Mais les physiciens viennent de nous rappeler que même notre monde macroscopique est soumis aux lois de la physique quantique - en réussissant à emmêler un tambour millimétrique avec un grand nuage d'atomes.
Les chercheurs de l'Institut Niels Bohr de l'Université de Copenhague ont mené l'expérience en utilisant une membrane (ou tambour) de nitrure de silicium de 13 nanomètres d'épaisseur et de plusieurs millimètres de long qui bourdonnait légèrement lorsqu'elle était frappée par des photons.
Ces photons, ou particules de lumière, sont venus grâce à un mince brouillard d'un milliard d'atomes de césium tournant à l'intérieur des limites d'une petite cellule froide.
Bien qu'il s'agisse de deux objets très différents, le tambour de plusieurs millimètres et le brouillard d'atomes représentent un système intriqué - et ils repoussent les limites de la mécanique quantique.
'Plus les objets sont gros, plus ils sont éloignés, plus ils sont disparates, plus ils sont intéressants enchevêtrement devient à la fois d'un point de vue fondamental et appliqué,' dit chercheur principal Eugene Polzik.
'Avec le nouveau résultat, l'enchevêtrement entre des objets très différents est devenu possible'.
L'enchevêtrement est l'un de ces concepts qui semble beaucoup plus mystique qu'intuitif, décrivant une connexion entre des objets qui existe indépendamment du temps et de l'espace.
Quelle que soit la distance qui les sépare ou combien d'années se sont écoulées, une modification d'une partie d'un système intriqué entraîne un ajustement immédiat du reste.
Plus d'une fois, Einstein a qualifié le concept d '«action effrayante à distance», estimant qu'il s'agissait davantage d'un manque de connaissances que de quelque chose de vraiment bizarre.
Un siècle plus tard, notre compréhension de la physique quantique laisse non seulement beaucoup de place à une telle horreur, mais elle forme la base de nouveaux domaines d'innovation étonnants, decryptage super fortA nouveautypes de radars.
'La mécanique quantique est comme une épée à double tranchant', dit le physicien quantique Michał Parniak de l'Institut Niels Bohr.
'Cela nous donne de merveilleuses nouvelles technologies, mais limite également la précision des mesures qui semblerait tout simplement facile d'un point de vue classique.'
Isolées, les propriétés d'une seule particule sont un gâchis anxieux de possibilité représenté par la montée et la descente d'une onde. Il se déplace dans toutes les directions à la fois. Tourne dans deux directions en même temps. C'est tout et ce n'est rien.
Lorsque la particule interagit avec d'autres objets, son incertitudene disparaît pas immédiatement, mais se combine de manière complexe que nous pouvons modéliser mathématiquement.
Ce sont ces calculs très prévisibles qui constituent l'épine dorsale de ordinateurs quantiques . Pourtant, une telle technologie repose sur le spin d'un petit nombre de particules relativement identiques.
C'est pourquoi cette dernière percée est si importante - un tambour visible oscillant dans une brise de photons émanant d'un nuage d'atomes est un tout autre jeu de balle pour les physiciens.
Pouvoir observer l'intrication à plus grande échelle, impliquant une diversité de matériaux, c'est comme étudier un langage qui pourrait s'appliquer aux conversations quantiques.
Ce serait incroyablement utile pour 'écouter' des outils qui nécessitent une précision incroyablement fine. Savoir comment leurs probabilités quantiques se combinent est une étape critique pour savoir comment filtrer le sens dans ce qui, autrement, semble être le chaos.
Prenez l'énorme réseau de lasers qui composent l'observatoire à ondes gravitationnelles de l'interféromètre laser (LIGO), par exemple. Bien qu'immense, le cœur de l'appareil aligne les ondes lumineuses avec une telle précision que le bourdonnement même deincertitude dans un vide viderisque de le gâcher.
L'enchevêtrement de systèmes macroscopiques comme les miroirs de LIGO pourrait - en théorie - permettre aux chercheurs de mieux tenir compte d'un certain degré d'incertitude quantique.
Un tambour d'un millimètre de large est certes un tout petit pas en comparaison. Mais pour des géants comme nous, c'est une occasion cruciale d'écouter attentivement la façon dont la réalité tremble sous nos pieds.
Cette recherche a été publiée dans La nature .