Les Physiciens Repoussent Les Limites Du Principe D’incertitude De Heisenberg
De nouvelles recherches repoussent les limites de la physique, atteignant l’intrication quantique dans des systèmes plus vastes. Peut-être même contourner le principe d’incertitude de Heisenberg.
Des recherches récemment publiées repoussent les limites de concepts cruciaux en mécanique quantique. Des études de deux groupes différents ont utilisé de petits tambours pour démontrer cet enchevêtrement quantique. Il s’agit d’un effet généralement lié aux particules subatomiques, qui peut également être placé sur des systèmes macroscopiques beaucoup plus grands. Les groupes prétendent avoir trouvé un moyen d’éviter le principe d’incertitude de Heisenberg.
Une préoccupation que les scientifiques voulaient aborder était de savoir si des systèmes plus grands pouvaient présenter un enchevêtrement quantique de la même manière que les systèmes microscopiques. La mécanique quantique suggère que deux objets peuvent devenir ‘‘intriqués’’, dans lequel les propriétés d’un objet, telles que la position ou la vitesse, peuvent être attachées à celles de l’autre.
Une expérience menée à l’Institut National Américain des Normes et de la Technologie à Boulder, Colorado, dirigée par le physicien Shlomi Kotler et ses collègues, a révélé qu’une paire de membranes en aluminium vibrantes, chacune d’environ 10 micromètres de long, peut être amenée à vibrer en synchronisation comme si ils peuvent être définis comme étant quantiques intriqués. Le groupe de Kotler a amplifié le signal de leurs appareils pour “voir” l’enchevêtrement beaucoup plus clairement. La mesure de leur position et de leurs vitesses a donné exactement les mêmes nombres, montrant qu’ils étaient, sans aucun doute, emmêlés.
Éviter le principe d’incertitude de Heisenberg ?
Une autre expérience avec des tambours quantiques – chacun d’un cinquième de la taille d’un cheveu humain – par un groupe dirigé par le professeur Mika Sillanpää de l’Université Aalto en Finlande a tenté de découvrir ce qui se passe dans la zone entre le comportement quantique et non quantique. Comme les autres scientifiques, ils ont également réalisé l’intrication quantique pour des objets plus gros. Cependant, ils ont également fait une enquête intéressante sur le contournement du principe d’incertitude de Heisenberg.
Le Dr Matt Woolley de l’Université de Nouvelle-Galles du Sud a établi le modèle théorique du groupe. Des photons dans la fréquence des micro-ondes ont été utilisés pour produire un modèle de vibration synchronisé et évaluer les positions des tambours. Les chercheurs ont réussi à faire vibrer les tambours dans des phases opposées les unes aux autres, obtenant un “mouvement quantique collectif”
L’auteur principal de l’étude, le Dr Laure Mercier de Lepinay, a déclaré que, dans ces circonstances, l’imprévisibilité quantique du mouvement des tambours est annulée si les deux tambours sont traités comme une seule entité de mécanique quantique.
Ce résultat a permis à l’équipe d’évaluer simultanément les positions et l’élan des peaux virtuelles. Sillanpää a dit que l’un des tambours réagit à toutes les forces de l’autre tambour de manière opposée, en quelque sorte avec une masse négative.
En théorie, cela ne devrait pas être possible sous le principe d’incertitude de Heisenberg, l’un des principes les plus connus de la mécanique quantique. Dans les années 1920, Werner Heisenberg a proposé le principe selon lequel lors de la manipulation du monde quantique, où les particules agissent également comme des ondes, il existe une incertitude inhérente à la mesure simultanée de la position et de l’élan d’une particule. Plus vous mesurez avec précision une variable, plus l’incertitude dans la mesure de l’autre est grande. En d’autres termes, il n’est pas possible d’identifier simultanément les valeurs précises de la position et de l’impulsion de la particule.
Scepticisme quantique
Le grand astrophysicien Adam Frank, contributeur de l’article Big Think, connu pour le podcast 13.8, a qualifié cet article de fascinant, car il montre qu’il est possible de créer des systèmes intriqués plus grands qui agissent comme un objet quantique solitaire. Puisque nous examinons un seul objet quantique, la mesure ne semble pas ‘‘contourner’’ le principe d’incertitude, car nous comprenons que dans les systèmes intriqués, l’observation d’un composant contraint le comportement des autres parties.
Ethan Siegel, un astrophysicien, a commenté que la principale réalisation de ce travail le plus récent est qu’ils ont développé un système macroscopique. Dans ce système, deux composants sont intriqués avec succès par la mécanique quantique sur de grandes échelles de longueur et avec des masses énormes. Cependant, il n’y a pas d’évasion fondamentale du principe d’incertitude de Heisenberg ici; chaque composant individuel est précisément aussi incertain que le prédisent les règles de la physique quantique. Bien qu’il soit crucial d’explorer le partenariat entre l’intrication quantique et les différentes parties des systèmes, y compris ce qui se passe lorsque vous traitez les deux composants comme un système solitaire, rien de cette étude ne nie la contribution la plus importante de Heisenberg à la physique.
Les articles, publiés dans la revue Science, pourraient aider à développer de nouvelles générations d’appareils de mesure ultra-sensibles et d’ordinateurs quantiques.
Lisez l’article original sur Big Think.
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