Histoires de... Sciences

 En résumé, que se passe-t-il ? Les quantons (pouvant être des photons, des électrons, voire des atomes….) émis par la source présentent un comportement à la fois ondulatoire et corpusculaire.

 Tout se passe comme si le quanton était une onde lorsqu’on ne l’observe pas. Ses caractéristiques ne sont pas fixées, il est simultanément dans toute une série d’états possibles. C’est cet aspect ondulatoire qui lui permet de passer par les deux fentes en même temps, et donc d’interférer avec lui-même. Toutefois, si l’on cherche à savoir par où passe le quanton, celui-ci devient instantanément un corpuscule. Nous pouvons ainsi connaître sa trajectoire, mais en perdant toutefois les interférences.

 Connaissez-vous le jeu « un, deux, trois… soleil ? » Nous y voilà ! Fermez les yeux : « il ondule » observez : il se fige ! La conclusion évidente de cette expérience est qu’à un niveau plus profond, celui de la matière, les notions de solidité et de localité n’ont plus lieu d’être, puisque dépendantes du fait d‘observation. « Les objets que nous connaissons, les êtres vivants, ne sont pas des assemblages de micro-objets mais des combinaisons d’entités élémentaires qui, elles, ne sont pas des objets » nous disent Ortoli et Pharabod dans « le Cantique des Quantiques ».

 Alors, un, deux, trois….. Soleil !

  Le caractère surprenant des états intriqués a pour la première fois été souligné par Einstein, Podolsky et Rosen dans un article de 1935 qui tentait de montrer que la mécanique quantique était incomplète.

 Dans cet article, les auteurs décrivent une expérience de pensée qui restera connue comme le paradoxe EPR, d’après les initiales de ses trois auteurs.

 Pour les défenseurs de la théorie quantique, le postulat de localité d‘Einstein ne peut-être que remis en cause (le principe de localité, connu également sous le nom de principe de séparabilité, stipule que des objets distants ne peuvent avoir une influence directe l'un sur l'autre ; un objet ne peut être influencé que par son environnement immédiat). Partant d’un système constitué de deux particules qui interagissent puis se séparent, alors, en vertu du théorème de non-séparabilité, les deux fonctions sont décrites par la même fonction d’onde, d’où il s’ensuit que l’acquisition d’une propriété par l’une force l’autre en quelque sorte à acquérir simultanément la même, et cela quelque soit la distance les séparant, sans aucune limitations imposées par la vitesse de la lumière. En d’autres termes ce qui advient à l’une arrive aussi nécessairement à l’autre et cela instantanément.

 En 1964, Bell produisit un théorème permettant de quantifier les implications du paradoxe EPR, ouvrant la voie à l'expérimentation : dès lors la résolution du paradoxe EPR pouvait devenir une question expérimentale.

 La technologie de l'époque ne permettait pas de réaliser une telle expérience mais A. Aspect a pu la réaliser en 1981, puis en 1982, à Orsay, confirmant la validité des prédictions de la mécanique quantique dans le cas du paradoxe EPR.

 D‘autres expériences, encore plus perfectionnées, ont permis de tester les intrications à très grande distance et de combler des petites failles expérimentales laissées ouvertes par les expériences d'Orsay. La dernière d’entre elles a été menée par l’équipe d’Anton Zeilinger à Vienne : elle a conduit à remettre en question l’idée même d’une réalité qui a des propriétés indépendantes des observations.