Une équipe de l’Université de Californie à Santa Barbara a annoncé hier être parvenue a induire un effet quantique dans un bout de métal assez gros pour être visible à l’œil nu, ce qui jette un premier pont entre le monde quantique et le monde «macro», en plus d’ouvrir une porte sur un univers d’applications potentielles — dont certaines pourraient s’avérer littéralement révolutionnaires
En choisissant avec soin des matériaux de façon à pouvoir les amener à leur ground state (le plus bas niveau d’énergie possible) sans avoir à les refroidir à des températures impossibles à atteindre en pratique, le doctorant Aaron O’Connell et les professeurs John Martinis et Andrew Cleland ont démontré qu’on pouvait induire des «états superposés» dans un objet macroscopique.
Les états superposés consistent à adopter deux comportements en apparence contradictoires en même temps — comme le célèbre chat de Schrodinger, qui était à la fois mort et vivant. Cela peut sembler difficile à croire, mais les physiciens ont abondamment démontré qu’à l’échelle microscopique, la matière se comporte d’une façon qui peut sembler loufoque du point de vue de notre expérience quotidienne. Par exemple, que l’axe de rotation d’une molécule peut être orienté dans deux directions différentes en même temps, ou alors qu’une charge électrique peut être à la fois présente et absente. La théorie quantique disait que l’on devrait pouvoir reproduire ce genre d’effet à toutes les échelles, mais le problème était que ces états sont extrêmement sensibles à toute influence extérieure ; aussi n’était-on parvenu à les contrôler qu’à très, très petite échelle jusqu’à maintenant — quelques atomes ou quelques molécules, par exemple.
Dans l’expérience décrite dans Nature hier, O’Connel, Martinis et Cleland ont assemblé un petit résonateur de 30 microns de long (autant dire «des années lumière» dans le monde des atomes), fait d’une couche de nitrure d’aluminium prise en sandwich entre deux couches d’aluminium pur. Ils l’ont ensuite branché à un microcircuit électrique spécial dit «supraconducteur» (c’est-à-dire qui n’offre aucune résistance électrique à très basse température et qui obéit aux lois étranges de la physique quantique), puis ont abaissé la température de leur dispositif à moins de 0,1°K, un froid où les molécules du résonateur ne vibraient plus du tout.
Les chercheurs se sont alors servi du supraconducteur pour donner une sorte de «petite poussée» au résonateur, à une énergie extrêmement précise, pour le faire osciller. Et enfin, ils ont fait entrer leur supraconducteur dans un état superposé où il donnait et ne donnait pas de poussée au résonateur, lequel a alors adopté le même genre de comportement bizarre, où il oscillait et n’oscillait pas en même temps.
On est sans doute encore loin de l’ordinateur quantique et d’autres applications pratiques, mais une des principales embûches qui nous en séparait est maintenant levée. D’autres comptes-rendus sont également disponibles sur les sites du New Scientist et de Science News.
humain51
18 mars 2010
12h57
J’ai beaucoup de difficultés à croire au monde quantique qui se comporterait tout à fait différemment du sens commun. Remarquez que je suis en bonne compagnie, car Einstein lui non plus n’a jamais accepté cette théorie !
George Gamow explique que le monde atomique se comporte différemment de la réalité de tous les jours par le fait que ce monde est tellement minuscule que toute observation ou mesure que l’on peut faire modifie complètement les phénomènes. Cela peut se comprendre, mais n’explique pas pourquoi les phénomènes se comportent de façon aussi invaisemblable lorsqu’on les observe. Et, par ailleurs, comment se comportent-t-ils lorsqu’on ne les observe pas ?
Quant aux conclusions de l’expérience décrite dans l’article, comment expliquer que de tels phénomènes puissent se produire dans le monde macro dans lequel on peut observer et mesurer sans déranger quoi que ce soit ?
À moins que ma mémoire ne m’abuse, ce qu’Einstein avait de la difficulté à accepter, ce n’était pas la théorie quantique dans son ensemble, qu’il a après tout contribué à échaffauder, mais surtout l’idée que certains phénomènes (comme le moment précis où un noyau de carbone-14 va se transformer azote-14, par exemple) puissent comporter intrinsèquement une part de hasard, les rendant impossible à prédire entièrement.
Einstein voyait par exemple les tables actuarielles utilisées pour prédire la dégradation de matériaux radioactifs comme une sorte de béquille, en attendant que l’on découvre tous les facteurs permettant de déterminer précisément à quel instant un atome va se décomposer, alors qu’il semble bien aujourd’hui que le phénomène est en partie aléatoire et que c’est incontournable.
JFC
humain51
18 mars 2010
16h46
M. Cliche, l’opposition de Einstein à la théorie quantique ne reposait pas sur des éléments techniques, mais sur des points fondamentalement philosophiques. Il a été un jeune pionnier de cette théorie, mais il l’a ensuite rejetée dans son ensemble à partir de la deuxième moitié de sa carrière jusqu’à la fin de sa vie.
Il avait fini par croire qu’une réalité existait indépendamment de notre capacité à l’observer (ce qui allait aussi à l’encontre de sa théorie de la relativité qu’il avait élaborée dans sa jeunesse).
Il croyait également à la notion de déterminisme en physique et rejetait la notion d’incertitude qui est à la base de la théorie quantique. C’est en ce sens qu’il avait lancé sa célèbre phrase: «Dieu ne joue pas aux dés».
Je vous conseille la très bonne biographie sur Einstein rédigée par Walter Isaacson.
adhemar.pion
19 mars 2010
08h44
@ humain51
Je suis tout à fait à l’aise avec l’indéterminisme du monde quantique. “Dieu ne se met pas en bouteille”. “Dieu” est par définition au-delà de tout et indéterminé. La “création” n’est pas une histoire ancienne, elle a cours à chaque instant présent qui se renouvelle sans cesse. Et l’homme à l’image de Dieu est créateur de sa réalité.
olivierpicard18
19 mars 2010
17h52
@humain51,
arrêter de vous basé sur l’hésotérisme, Einstein n’a jamais remis en cause la relativité et les travaux qu’il a fait à la fin de sa vie on servie de base à la relativité quantique, un peu de sérieux tous de mêmes.
lagentefeminine
19 mars 2010
21h35
Ma question peut vous sembler bien stupide mais ça me turlupine. Est-ce qu’une planche à découper (pour les aliments en bois ”mort”), qui est reconnue pour tuer les bactéries (phénomène vivant) s’expliquerait de cette manière? ou n’est qu’un phénomène de transformation du vivant comme la levure?
jim777
19 mars 2010
23h27
@ humain51
Au delà de l’opinion qu’on se fait de la réalité quantique et qu’on décide d’y croire ou non, la mécanique quantique en est son “livre de reçettes”.
C’est en appliquant ce livre de reçettes, aussi absurdes qu’en soient ses prémisses comme celles mentionnées par M.Cliche ci-haut, que nous avons inventé les semiconducteurs et le laser, et pu formuler la structure de l’ADN.
C’est pas parce que les limites intellectuelles de nos cerveaux nous empêchent de conceptualiser la réalité quantique que celle-ci n’existe pas.
Rappelons-nous que si on avait apporté une lampe de poche au moyen-âge, cela aurait représenté un tel défi intellectuel pour les gens d’alors et surtout le clergé qu’on se serait vu qualifier de “sorcier” et peut-être fait bruler vif sur un bûcher.
Par ailleurs je me demande bien à quoi ressemble un objet quantique macroscopique comme celui décrit ci-dessus puisque le simple fait de le regarder le fait devenir autre chose :lol:
Un article sur la mécanique quantique: http://en.wikipedia.org/wiki/Quantum_mechanics_-_simplified
On peut voir l’objet (à peine, car très petit), mais on ne peut pas voir l’effet quantique à l’œil nu, d’après ce que j’ai lu. Faut dire que les oscillations du résonateur se comptent en GHz…
JFC
jim777
20 mars 2010
09h54
@ lagentefeminine
Bonjour.
Un article sur le sujet se trouve ici: http://www.peter.hemsley.btinternet.co.uk/CDB/Technical/Bacteria/bacteria.html
Mais je n’ai pas trouvé d’explication à savoir pourquoi le bois encourageait moins la prolifération des bactéries que le plastique, ni s’il y avait un rapport avec la mécanique quantique.
Les phénomènes quantiques impliquent surtout les atomes et les particules, pas les cellules végétales qui composent le bois.
Il est toutefois nécéssaire de désinfecter le bois régulièrement avec une formule de 40% d’éthanol pur et de 60% d’huile minérale comme il est décrit ici: http://www.freepatentsonline.com/RE40583.html
La levure transforme le sucre en alcool et en gaz carbonique (CO²) , mais ce n’est pas un phénomène quantique, c’est un phénomène cellulaire biologique.
Il n’y a pas de question stupides, il y a seulement des gens qui préfèrent rester stupides en ne posant pas de questions :-D
perfide
20 mars 2010
11h19
Je trouve ce commentaire savoureux:
I both understood and did not understand this article at the same time.
* Report this comment
* 2010-03-18 03:43:34 PM
* Posted by: john smith
jim777
20 mars 2010
11h59
@ JFC
Bonjour.
Vous dites:
” On peut voir l’objet (à peine, car très petit), mais on ne peut pas voir l’effet quantique à l’œil nu, d’après ce que j’ai lu. Faut dire que les oscillations du résonateur se comptent en GHz…”
Si j’ai bien compris l’article, le résultat de cette expérience est que l’oscillateur oscille ET n’oscille pas en même temps.
Si on fait la comparaison entre une lumière qui clignote Et qui ne clignote pas, la différence devrait être observable non ?
Même si la lumière clignote en Ghz, il y a une différence observable lorsqu’elle ne clignote pas.
Mais c’est ça qui me chicote: de quoi a l’air une lumière qui clignote et qui ne clignote pas en même temps.
C’est comme le chat de Schrödinger: de quoi a l’air un chat qui est mort et vivant en même temps ?
Suite à ça, ce que je trouves vraiement mystérieux dans les phénomènes quantiques, c’est que si on prend un photo du phénomène, le phénomène va “choisir” son état et “agir” sur la photo dès qu’on la regarde ou dès qu’on en prend conscience.
Même si on regarde la photo 10 ans plus tard et à 1000 km du lieu ou le phénomène s’est produit.
……….Trop bizarre !?!?!?
jim777
20 mars 2010
12h09
(ajout)
C’est comme si le monde quantique et notre monde à nous étaient deux univers parallèles et que notre monde à nous finisse toujours par imposer sa logique au monde quantique.
Le problême c’est qu’il n’y a qu’une seule logique, même si le monde quantique “tarde” à comprendre.
2+2 ne fait jamais 5 ou 3 ou 8 comme le monde quantique le prétend avant de se faire remettre les pendules à l’heure par notre monde à nous.
Pourtant le monde quantique et ses absurdités fait bel et bien partie de notre réalité puisqu’on en utilise les applications tous les jours.
Là j’arrête pis je vais me chercher 2 aspirines :-D
humain51
20 mars 2010
14h04
«arrêter de vous basé sur l’hésotérisme, Einstein n’a jamais remis en cause la relativité et les travaux qu’il a fait à la fin de sa vie on servie de base à la relativité quantique, un peu de sérieux tous de mêmes.» (olivierpicard18)
La phrase ésotérique «Dieu ne joue pas aux dés» provient de Einstein, pas de moi.
C’est un fait reconnu que Einstein s’est opposé vivement à la théorie quantique à partir des années 1920 jusqu’à la fin de sa vie en 1955. Sa fameuse phrase l’illustre bien et il n’a jamais cessé d’amener des arguments pour la démolir. Il a reconnu à la fin que cette théorie ne souffrait pas de contradictions internes mais il ne l’endossait aucunement pour les raisons que j’ai indiqués dans mon commentaire précédent.
Cependant, vous avez raison quand vous dites qu’Einstein n’a jamais formellement remis en cause sa théorie de la relativité.
Mais il l’a fait indirectement. Tout d’abord, une des convictions du Einstein mature, soit qu’il existe une réalité absolue, un espace absolu, un temps absolu, et non pas relatifs, s’applique non seulement à l’encontre de la théorie quantique mais aussi à l’encontre de la théorie de la relativité du jeune Einstein.
De plus, il a complètement changé d’opinion quant à l’éther. Sa théorie de la relativité a pris naissance lorsqu’il a décrété que l’éther (le médium qu’on pensait à l’époque présent uniformément dans l’univers et par lequel les ondes électromagnétiques, dont la lumière, devaient se déplacer) n’existait pas et que l’espace était «vide». Ce qui lui a permis d’affirmer par la suite que l’espace se contracte, le temps se dilate, etc. Or, dans la deuxième moitié de sa vie, il croyait qu’un éther existait bel et bien et que c’était fort probablement le champ gravitationnel.
sgtsin
20 mars 2010
20h54
@ humain51
Se baser sur un chercheur, même si c’est Einstein et qu’il était réputé pour être un génie, pour réfuter une théorie dont on voit les application pratique presque tous les jours, est une mauvaise idée. Un chercheur peut se tromper, et surtout on dit que génie rime avec folie. Quand on regarde les incohérence dans le raisonnement du Einstein mature, on peut sérieusement se le demander. Il faut aussi réfléchir à une autre chose intéressante dans ce domaine, et c’est les capacité technologique.
@lagentefeminine
la réponse est simple, surface de contact. Celle-ci est plus grande dans le cas de la planche en plastique à cause de sa rugosité. En plus de la difficulté de parfaitement nettoyer la planche en plastique, il faut ajouter que les bactéries ont également plus d’espace pour proliférer. Et il n’y a pas de question stupide. C’est quand on arrête de se poser des questions, qu’on arrête de penser.
humain51
22 mars 2010
07h24
À sgtsin
Mon intervention sur Einstein ne visait qu’à montrer qu’il s’opposait à la théorie quantique et non pas à réfuter cette théorie (même si je suis sceptique à l’égard de cette théorie). Je suis d’accord avec vous que les arguments d’autorité (comme invoquer des supposés consensus ou le nom de grands scientifiques) ne sont pas des arguments valables et constituent même un procédé anti-scientifique.