Une découverte fascinante dans le monde quantique remet en question notre perception du temps. Des chercheurs ont observé des photons présentant un comportement désconcertant, qu’ils qualifient de "temps négatif". Leur étude, encore à valider, pourrait redéfinir certains aspects de la mécanique quantique.
Une véritable énigme de l’esprit : la mécanique quantique est déjà étrange, mais la dernière découverte est particulièrement déconcertante. Des chercheurs affirment avoir observé des photons exhibant un comportement particulier, qu’ils ont décrit comme un « temps négatif ».
Cette découverte bizarre, détaillée dans une étude qui n’a pas encore été examinée par des pairs, résulte d’une expérience où des photons ont été tirés dans un nuage d’atomes refroidis juste au-dessus du zéro absolu. Dans les cas où les photons ont traversé sans interagir, les chercheurs ont constaté que les atomes étaient tout de même brièvement excités, comme si les photons avaient été absorbés puis réémis. Pendant ce temps, lorsque les photons étaient absorbés, ils semblaient réapparaître avant même que les atomes puissent devenir excités.
« Un retard temporel négatif peut sembler paradoxal, mais cela signifie que si vous construisiez une fréquence « quantique » pour mesurer combien de temps les atomes passent dans l’état excité, la main de la fréquence, dans certaines circonstances, se déplacerait vers l’arrière plutôt que vers l’avant », a expliqué Josiah Sinclair de l’Université de Toronto à Scientific American. Les travaux précédents de Sinclair ont contribué à poser les bases de cette étude.
Woo-hoo!
Il a fallu un certain temps,
mais notre expérience observant que les photons peuvent faire sembler aux atomes de passer un *temps négatif* dans l’état excité est publiée !Ça semble fou, je sais, mais regardez ça !
Bravo à Daniela + le reste de l’équipe !https://t.co/rHrAUJq5rX pic.twitter.com/Lz7Lazb1Gs– Aephraim Steinberg (@QuantumAephraim) 6 septembre 2024
Alors, que se passe-t-il réellement ? Lorsque les photons traversent un milieu comme le nuage d’atomes, ils peuvent être absorbés, causant une élévation du niveau d’énergie des électrons des atomes (excitation). Les atomes se déexcitent ensuite, réémettant l’énergie des photons, que les observateurs perçoivent comme un retard de lumière lorsqu’elle passe à travers.
Les chercheurs ont été surpris de ne pas trouver de consensus sur ce qui se passe précisément aux photons individuels pendant le processus de retard, ils ont donc mené des expériences pour enquêter davantage.
Basé sur ces tests, ils estiment que le phénomène peut être expliqué par le bizarre effet quantique connu sous le nom de « superposition » – la capacité des particules quantiques à exister dans plusieurs états simultanés.
Du point de vue du détecteur mesurant le parcours des photons, cette incertitude quantique permet aux photons d’enregistrer à la fois des valeurs de temps positives et négatives lors de leur passage dans le nuage d’atomes. Dans ce contexte, « temps négatif » semble signifier que les photons semblent voyager plus vite lorsque les atomes sont excités, comparativement à quand ils restent inactifs.
Bien que les résultats ne changent pas notre compréhension globale du temps, ils rappellent que la réalité à un niveau quantique défie souvent nos intuitions quotidiennes.
Dans d’autres nouvelles récentes en matière quantique, des physiciens ont proposé un détecteur ingénieux qui pourrait potentiellement nous permettre d’observer des particules de graviton, censées transporter les forces quantiques de la gravité. Si cela réussit, cette découverte pourrait débloquer certaines des mystères les plus profonds de l’univers.