Des physiciens du laboratoire national de Brookhaven (BNL/ États-Unis) ont découvert un tout nouveau type d’intrication quantique, le phénomène étrange qui lie les particules, quelle que soit la distance. Dans des expériences de collision de particules, la nouvelle intrication a permis aux scientifiques de scruter l’intérieur de noyaux atomiques avec des détails sans précédent.
Des paires de particules peuvent devenir tellement intriquées que l’une ne peut plus être dissociée de l’autre, quelle que soit la distance qui les sépare. Plus étrange encore, la modification d’une particule déclenche instantanément une modification de sa partenaire, même si celle-ci se trouve à l’autre bout de l’univers. Cette idée, connue sous le nom d’intrication quantique, nous semble impossible, nous qui sommes ancrés dans le domaine de la physique classique. Même Einstein en a été déconcerté, la qualifiant "d’action étrange à distance". Pourtant, des décennies d’expériences n’ont cessé de la confirmer et elle est à la base de technologies émergentes comme les ordinateurs et les réseaux quantiques.
Habituellement, les observations de l’intrication quantique sont réalisées entre des paires de photons ou d’électrons identiques par nature. Mais maintenant, pour la première fois, l’équipe du BNL a détecté des paires de particules différentes qui subissent une intrication quantique.
La découverte a été faite dans le Collisionneur d’ions lourds relativistes(RHIC) STAR du laboratoire de Brookhaven, qui sonde les formes de matière qui existaient dans l’univers primitif en accélérant et en faisant s’entrechoquer des ions d’or. Mais l’équipe a constaté que même lorsque les ions n’entraient pas en collision, il y avait encore beaucoup à apprendre des collisions évitées de justesse.
Les ions d’or accélérés sont entourés de petits nuages de photons, et lorsque deux ions passent à proximité l’un de l’autre, les photons de l’un peuvent capturer une image de la structure interne de l’autre. Ce seul fait est suffisamment intrigant pour les physiciens, mais cela ne peut se produire que grâce à une forme inédite d’intrication quantique.
Les photons interagissent avec des particules élémentaires à l’intérieur du noyau de chaque ion, déclenchant une cascade qui finit par produire des paires de particules appelées pions, une positive et une négative. Certaines particules peuvent également être décrites comme des ondes, et dans ce cas, les ondes des deux pions négatifs se renforcent mutuellement, et celles des deux pions positifs se renforcent mutuellement. Il en résulte qu’une seule fonction d’onde de pion positif et une seule fonction d’onde de pion négatif frappent le détecteur.
Cela indique que chaque paire de pions positifs et négatifs est intriquée avec l’autre. Si ce n’était pas le cas, explique l’équipe, les fonctions d’onde qui frappent le détecteur seraient complètement aléatoires. Il s’agit donc de la première détection d’intrication quantique de particules dissemblables.
Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash
