Le chat de Schrödinger dans l'espace
Le projet QOFES («Quantum optomechanics for fundamental experiments in space») a étudié le régime entre le monde classique et le monde quantique en exploitant l'environnement de microgravité de l'espace. Les célèbres lois du mouvement de Newton, les fondations de la mécanique classique, sont déterministes et basée sur des études d'objets macroscopiques. Connaissant la position et la vélocité d'une particule à un moment donné, l'on peut calculer ses positions passées et futures. Quelque centaines d'années plus tard, l'équation des ondes de Schrödinger pour la matière a donné des observations liées à la nature duale de l'onde de la lumière et de la matière. Elle décrit la trajectoire d'une particule comme une densité de probabilité et forme la base de la mécanique quantique. La mécanique quantique et le théorie générale de la relativité d'Einstein entrent en conflit au niveau du concept de la superposition de cette dernière. La mécanique quantique dit qu'un objet peut être dans deux états à la fois mais la relativité dit qu'un objet doit forcément adopter un état ou l'autre. La théorie quantique a été testée et confirmée avec grande précision à la plus petite échelle avec des photons où la gravité est non-négligeable. Elle doit être illustrée avec des objets plus massifs pour être vraie de manière générale. QOFES y travaille. Des scientifiques ont développé un protocole, la proposition MAQRO, pour tester la superposition quantique dans l'espace. Il exploite les nanosphères lévitées dans des potentiels de piégeage optique et l'environnement de microgravité de l'espace. L'expérience permet de tester des objets sur une échelle plus massive. Cela élimine également le confinement du soutien mécanique de l'objet et facilite un environnement où la gravité est non négligeable. La proposition même, avec les études théoriques de faisabilité, la définition des exigences techniques et les résultats des premières expériences de preuve de principe, a donné lieu à six publications à ce jour et a suscité un grand intérêt dans le public. Plus récemment, un consortium MAQRO international a été formé pour préparer la proposition MAQRO officielle pour le financement par le programme Cosmis Vision de l'Agence apatiale européenne. QOFES a ouvert la voie pour ce qui pourrait être certaines des expériences les plus importantes de la physique. Ces travaux ont également consolidé le rôle de pointe de l'Europe dans les expériences dans l'espace qui révéleront la nature physique fondamentale de l'univers.
Mots‑clés
Chat de Schrödinger, espace, mécanique quantique, Théorie générale de la relativité, opto-mécanique quantique, opto-mécanique, microgravité, superposition, superposition quantique, nanosphères, physique, expériences dans l'espace