(Source : Cyberpresse)

Modifiée 26-03-10

Une équipe de l’Université de Californie à Santa Barbara a annoncé dernièrement être parvenue a induire un effet quantique dans un morceau de métal assez gros pour être visible à l’œil nu, ce qui jette un premier pont entre le monde quantique et le monde visible. Cette avancée permettrait d’ouvrir une porte sur un univers d’applications potentiellement révolutionnaires.

En choisissant avec soin des matériaux de façon à les amener à leur "ground state" (le plus bas niveau d’énergie possible) sans avoir à les refroidir à des températures extrêmes voire impossibles, le doctorant Aaron O’Connell et les professeurs John Martinis et Andrew Cleland viennent de démontrer qu'il était possible d'induire des « états superposés » dans un objet macroscopique.

Qu'est-ce qu'un état superposé ?

Les états superposés consistent à adopter simultanément deux comportements en apparence contradictoires comme le célèbre chat de Schrodinger, qui se trouvait être dans deux états à la fois, j'entends par là, mort et vivant.  La mécanique quantique est relativement difficile à concevoir car sa description du monde repose sur des amplitudes de probabilité (fonctions d'onde). Ces fonctions d'ondes peuvent se trouver en combinaison linéaire, donnant lieu aux fameux « états superposés ». Difficile à croire, mais les physiciens ont abondamment démontré qu’à l’échelle microscopique, la matière se comporte d’une façon étrange du point de vue de notre expérience quotidienne. Par exemple, l’axe de rotation d’une molécule peut être orienté dans deux directions différentes en même temps, ou encore, une charge électrique peut être à la fois présente et absente. La théorie quantique disait que l’on devrait pouvoir reproduire ce genre d’effet à toutes les échelles, mais le problème était que ces états sont extrêmement sensibles à toute influence extérieure ; aussi n’était-on parvenu à les contrôler qu’à très, très petite échelle jusqu’à maintenant — quelques atomes ou quelques molécules, par exemple.

Dans l’expérience décrite dans Naturenews, O’Connel, Martinis et Cleland ont assemblé un petit résonateur de 30 microns de long (des années lumière dans le monde des atomes), fait d’une couche de nitrure d’aluminium posée entre deux couches d’aluminium pur. Ils l’ont ensuite branché à un microcircuit électrique spécial dit « supraconducteur » (n’offrant aucune résistance électrique à très basse température et qui obéit aux lois étranges de la physique quantique), puis ont abaissé la température de leur dispositif à moins de 0,1°K, un froid où les molécules du résonateur ne vibraient plus du tout.

Les chercheurs se sont alors servis du supraconducteur pour donner une sorte de poussée au résonateur, à une énergie extrêmement précise, pour le faire osciller. Ils ont alors fait entrer leur supraconducteur dans un état superposé où il donnait, ou non, la poussée au résonateur, lequel a alors adopté le même genre de comportement où il oscillait et n’oscillait pas en même temps !

Nous sommes certainement encore loin des applications pratiques, mais une des principales barrières est maintenant levée.

D’autres comptes-rendus sont également disponibles sur les sites du New Scientist et de Science News.