PRIX NOBEL DE PHYSIQUE 2022

Le prix Nobel de physique 2022 a été décerné à trois physiciens étudiant la mécanique quantique : le Français aspect d’Alainl’Américain Johann Clauser et l’autrichien Anton Zeilinger. Leurs travaux ont permis de jeter les bases de la compréhension du phénomène »enchevêtrementQuantique (corrélation), où deux particules se comportent comme une même lorsqu’elles sont séparées.

Les résultats de leurs études ont ouvert la voie à une nouvelle technologie basée sur l’information quantique, appelée cryptographie (la technologie qui permet d’envoyer des messages chiffrés) sur les ordinateurs quantiques. Surtout, leurs expériences constituent une vérification et une confirmation expérimentale de la complétude de la mécanique quantique, qui a été réalisée par les travaux fondamentaux de Jean cloche de 1964 par rapport aux postes de Albert Einstein, qui a soutenu que les bizarreries de la mécanique quantique proviennent du fait que la théorie est encore incomplète et qu’il existe des « variables cachées » qui ne sont pas encore connues. Einstein était particulièrement troublé par l’idée qu’une mesure sur une particule, sans aucun échange d’informations, puisse affecter instantanément la seconde particule « intriquée » avec la première, également distante.

Quelles sont les bizarreries de la mécanique quantique ?

Première curiosité : imaginons que nous ayons des électrons traversant une double fente A et B. La mécanique classique (et notre intuition) nous dit que l’électron unique passera soit par l’espace A, soit par l’espace B ; les expériences montrent au contraire que l’électron unique traverse l’espace A et l’espace B en même temps. Cela signifie que l’électron est en A et en B en même temps (c’est-à-dire dans une combinaison linéaire des deux états possibles)

Deuxième curiosité : « l’intrication » que l’on peut appeler corrélation. Qu’est-ce que la corrélation classique ? Carlo a deux boules, une noire et une blanche, dans deux boîtes fermées ; Il en donne un à Alice et l’autre à Bob. Bob part pour un long voyage et à un certain moment Alice veut connaître la couleur de sa balle. Au moment où elle voit que sa balle est blanche, elle sait immédiatement que Bob a la balle noire avec lui. Dans ce cas, les deux boules sont fortement corrélées : si je connais la couleur de ma boule, je connais immédiatement la couleur de la boule de mon partenaire, sans qu’il y ait besoin d’échange d’informations entre les deux expérimentateurs. Ce type de corrélation classique est parfaitement clair.

Qu’est-ce que la corrélation quantique ?

Une propriété intrinsèque de l’électron est son « spin », que nous ne pouvons qu’au sens figuré associer à une rotation dans le sens horaire (avec signe +) ou antihoraire (avec signe -) de la particule. Lorsque deux électrons sont « intriqués » (c’est-à-dire que deux électrons couplés sont préparés dans un seul état (+)(-)), ils restent couplés même lorsque les deux électrons sont éloignés ; Donc si Alice mesure un spin, disons (+), de son électron dans une certaine direction, elle sait immédiatement que le spin mesuré par Bob dans la même direction sera (-).

Le physicien suédois Thors Hans HanssonMembre du comité Nobel de physique, a déclaré : « Aujourd’hui, nous rendons hommage à trois physiciens dont les expériences révolutionnaires nous ont montré que le monde quantique bizarre de l’intrication n’est pas seulement le microcosme des atomes, et certainement pas le monde virtuel de la science-fiction ou du mysticisme de la science-fiction. , mais c’est le monde réel dans lequel nous vivons tous ».

Mais n’essayons pas d’appliquer à l’univers des particules infinitésimales les lois de la mécanique classique, que nous avons apprises à l’école et qui régissent bien notre quotidien. Ils ne fonctionnent tout simplement pas.

Luigi Papagno
Velletri2030