Les scientifiques rapprochent la mécanique quantique du monde quotidien
La nature des ondes quantiques de grandes molécules organiques a été découverte et révélée dans la revue Nature Communications par une équipe internationale de physiciens. Les résultats pourraient représenter un pas en avant pour réduire l'interférence quantique sur une échelle plus grande que celle précédemment accomplie. L'interférence quantique, où les particules individuelles dans la formation de l'onde forment leur propre trajectoire et interfèrent avec la direction dans laquelle elles circulent, est l'un des concepts les plus difficiles dans la théorie quantique. Améliorer la compréhension de tels principes est important dans le domaine de la science informatique quantique, qui possède des applications dans l'informatique quantique. Au même titre que la lumière, la matière expose les propriétés des ondes et des particules dans les bonnes circonstances. Toutefois, les objets massifs présentent des longueurs d'onde très courtes, à tel point qu'il est quasiment insensé de les imaginer dans un mode onde. Mais pour certains objets, la longueur d'ondes peut être observable et significative, comme le démontrent les expériences de trous de Young avec les électrons. Markus Arndt de l'université de Vienne, en Autriche, et ses collègues ont observé des ondes quantiques au sein de molécules synthétiques organiques composées de 430 atomes au maximum. Ils ont démontré que, dans des complexes moléculaires massifs possédant plus de 1000 degrés internes de liberté, la cohérence quantique permettant l'interférence stationnaire peut être atteinte. Ces molécules organiques étaient comparables en taille et en complexité à des molécules d'insuline et présentaient de nombreuses caractéristiques d'objets classiques. Toutefois, dans l'expérience qui était une version simplifiée du concept du chat de Schrödinger, ils pouvaient exister pas exactement en tant qu'objets mais en tant que multiples possibilités d'être à partout en même temps. Et lorsque les scientifiques s'y sont penchés, les possibilités se sont révélées être des positions définitives. Au même titre que le chat de Schrödinger dans une boîte fermée n'est ni mort ni vivant mais un mélange spectral de deux possibilités, on ne sait pas exactement ce qui est vrai sans le regarder. La signification de la dualité de la particule d'onde est que tout le comportement de la matière peut être expliqué à travers l'utilisation d'une équation différentielle qui représente une fonction d'onde: l'équation de Schrödinger. La capacité à décrire la réalité sous la forme d'ondes réside au coeur de la mécanique quantique. Tandis que les mathématiques, bien que compliquées, résultent en des prévisions précises, l'explication physique de ces équations est beaucoup plus difficile à saisir. La tentative d'expliquer ce que la dualité des particules d'onde «signifie réellement» demeure un point clé de débat en mécanique quantique. Par ailleurs, la question demeure: jusqu'où pouvons-nous pousser cela? Le communiqué conclut en affirmant que ces découvertes «ouvrent une nouvelle voie aux expériences quantiques avec des nanoparticules dans une gamme de complexité comparable à celles des petites protéines, et prouvent qu'il est possible de créer et de maintenir une cohérence quantique élevée avec les systèmes thermiques [complexes].»Pour de plus amples informations, consulter: Universität Wien http://www.univie.ac.at/en/ Nature Communications http://www.nature.com/ncomms/index.html
Pays
Autriche, Suisse, Allemagne, États-Unis