Une équipe de chercheurs du MIT a remis en question des concepts établis de la mécanique quantique, révélant de nouvelles perspectives sur le comportement des photons. Leur étude sur l’expérience de la double fente, réalisée de manière innovante, souligne des contradictions avec les idées d’Einstein, apportant un éclairage frais sur ce phénomène fascinant.
Les chercheurs du MIT ont mené ce qu’ils considèrent comme l’expérience de double fente la plus « idéalisée » jusqu’à ce jour, renforçant l’idée qu’Einstein aurait pu commettre une erreur dans son interprétation de ce phénomène.
Du XIXe siècle à la mécanique quantique : l’expérience qui a bouleversé la vision classique de la lumière
L’expérience originale, réalisée par Thomas Young en 1801, consistait à faire passer de la lumière à travers deux fentes, observant un motif d’interférence démontrant le comportement ondulatoire de la lumière, contredisant ainsi la vision de Newton selon laquelle la lumière est uniquement composée de particules, ou « corpuscules ».
Toutefois, lorsque l’on tente de détecter par quelle fente passe la lumière, ce motif disparaît, laissant apparaître un comportement de particule.
Bien qu’Einstein ait reçu le prix Nobel pour l’effet photoélectrique (qui démontre aussi que la lumière se comporte comme une particule, le photon), il pensait qu’il serait possible de mesurer le chemin du photon sans altérer le motif d’interférence. Niels Bohr s’opposait à cette idée, s’appuyant sur le principe d’incertitude de Heisenberg.
Les expériences réalisées depuis ont montré que toute tentative de détection détruit inévitablement le motif d’interférence. Désormais, une nouvelle expérience renforce cette conclusion.
Des atomes ultrafroids et des corrélations quantiques soutiennent la théorie de Bohr
Les scientifiques du MIT ont étudié des atomes ultrafroids, organisés dans une grille cristalline à l’aide de lasers. Chaque atome, suffisamment éloigné des autres, agissait comme une « fente individuelle ».
En faisant passer de la lumière entre des paires d’atomes, ils ont reproduit l’effet de la double fente. En ajustant l’agencement des atomes, ils ont constaté que plus les atomes étaient « diffus », plus ils se comportaient comme des particules – conforme aux prédictions de la mécanique quantique.
Selon le chercheur Vitaly Fedoseev, ce qui importe ici n’est pas tant les ressorts, mais plutôt l’« indétermination » quantique des atomes. Cela suggère qu’un modèle plus profond est nécessaire, basé sur les corrélations quantiques entre photons et atomes.
Malgré sa complexité, la mécanique quantique continue de décrire avec une précision accrue les phénomènes observables. Cette étude a été publiée dans la revue Physical Test Letters.