Quand la physique entre en collision : Le rapport entre la mécanique quantique et la relativité générale

Ces deux théories de la physique n’ont pas pu être reliées dans le passé.

Quand vous pensez à la physique, votre esprit saute très probablement aux théories de la mécanique quantique et de la relativité générale. Et vous n’auriez pas tort, étant donné qu’elles forment les couches formatrices de la physique.

Cependant, il est intéressant de noter que ces deux théories bien connues ne fonctionnent pas bien ensemble.

Les phénomènes physiques reposent sur la relation de mouvement entre l’observateur et l’observé. Ces règles fonctionnent bien jusqu’à ce qu’elles tombent dans le niveau quantique, où les particules subatomiques se comportent différemment, généralement de façon erratique.

Une équipe de chercheurs a mis ces théories à l’épreuve.

C’est là qu’intervient une équipe de chercheurs internationaux. Les chercheurs ont travaillé à la création d’un cadre de travail pour rendre compte de la décomposition entre la physique classique et la physique quantique.

Leurs conclusions ont été publiées dans Science jeudi.

Diagramme expérimental de la décohérence de l’enchevêtrement induite par la gravité. Source : Université des sciences et de la technologie de Chine

Afin de tester leur théorie, l’équipe a utilisé le satellite quantique Micius.

Micius fait partie du projet de recherche chinois Expériences quantiques à l’échelle spatiale (QUESS), qui permet aux chercheurs d’observer et de tester la relation entre la physique classique et la physique quantique par des expériences sur la lumière.

Dans cette recherche particulière, l’équipe a utilisé le satellite pour produire et mesurer deux particules enchevêtrées.

Jian-Wei Pan, auteur de l’article et directeur du CAS Center for Excellence in Quantum Information and Quantum Physics de l’Université des sciences et technologies de Chine, a déclaré : “Grâce aux technologies avancées mises à disposition par Micius, pour la première fois dans l’histoire de l’humanité, nous avons réussi à réaliser une expérience d’optique quantique significative pour tester la physique fondamentale entre théorie quantique et gravité.”

Quelle était la théorie étudiée par les chercheurs ?

L’équipe voulait savoir si les deux particules se décorréleraient l’une de l’autre lorsqu’elles passeraient par des parties gravitationnelles distinctes de la Terre.

Ces différentes pulsions gravitationnelles devraient permettre une interaction quantique qui se comporterait comme un relativisme classique. Essentiellement, la particule dans la zone de gravité inférieure pourrait se déplacer plus librement que celle dans la zone gravitationnelle supérieure.

“Si nous observions la déviation, cela signifierait que le formalisme événementiel est correct, et nous devons revoir substantiellement notre compréhension de l’interaction entre la théorie quantique et la théorie de la gravité”, a dit Pan.

“Cependant, dans notre expérience, nous avons exclu la version forte du formalisme événementiel, mais il y a d’autres versions à tester.”

Dans leur essai, les chercheurs n’ont pas vu les particules s’éloigner de leurs interactions prévues, mais plutôt s’en tenir à leur trajectoire prévue.

L’équipe cherche maintenant à tester à nouveau la théorie, cette fois avec plus de flexibilité.

Lire aussi : Les particules quantiques enchevêtrées peuvent “communiquer” dans le temps

Source : Interesting Engineering – Traduit par Anguille sous roche