Un hybride entre lumière classique et quantique

Publié par Adrien le 19/08/2014 à 12:00
Source: BE Italie numéro 128 (12/08/2014) - Ambassade de France en Italie / ADIT - http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/76520.htm
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Pourquoi certaines propriétés étranges qui valent pour l'infiniment petit, comme la possibilité qu'une particule se trouve simultanément dans plusieurs états différents (par exemple, en ayant en même temps deux "couleurs" ou deux positions différentes), ne se retrouvent pas à l'échelle macroscopique du quotidien ? Une expérience menée par l'institut national d'optique (L'optique est la branche de la physique qui traite de la lumière, du rayonnement...) du Conseil National de Recherches (Ino-CNR) de Florence (Florence (en italien Firenze) est une ville d'Italie, capitale de la région de Toscane et...) et du Laboratoire européen de spectroscopie non linéaire de l'Université de Florence (L’Université de Florence (en italien, Università degli Studi di Firenze), est une...) (Lens) a démontré pour la première fois expérimentalement que, dans la production d'un état de lumière (La lumière est l'ensemble des ondes électromagnétiques visibles par l'œil...) hybride (En génétique, l'hybride est le croisement de deux individus de deux variétés,...), un photon (En physique des particules, le photon (souvent symbolisé par la lettre γ — gamma)...) est à la fois présent et absent et qu'une faible impulsion laser (Un laser est un appareil émettant de la lumière (rayonnement électromagnétique)...) présente simultanément deux phases opposées. L'étude, dirigée par Marco Bellini et Alessandro Zavatta, avec le soutien de collègues coréens et australiens des Universités de Séoul et du Queensland, est décrite dans Nature Photonics.

"En fait, la mécanique quantique n'interdit pas de telles possibilités, comme Erwin Schrödinger (Erwin Rudolf Josef Alexander Schrödinger (12 août 1887 à Vienne - 4 janvier 1961)...) l'a illustré avec son paradoxe (Un paradoxe est une proposition qui contient ou semble contenir une contradiction logique, ou un...) du chat (Le chat domestique (Felis silvestris catus) est un mammifère carnivore de la famille des...) enfermé dans une boîte hermétique", raconte Marco Bellini de l'Ino-CNR. "Ce que nous avons montré pour la première fois expérimentalement est la production d'un état de la lumière dit "intriqué" hybride classique-quantique, analogue optique des conditions entremêlées de l'atome (Un atome (grec ancien ἄτομος [atomos], « que...) quantique et du chat de Schrödinger (L'expérience du chat de Schrödinger fut imaginée en 1935 par le physicien Erwin...) dans sa boîte", conclut Bellini. "Dans notre cas, le rôle de l'atome est joué par un seul photon et celui du chat par une faible impulsion de lumière laser. Si le photon est présent, l'impulsion lumineuse a une phase (Le mot phase peut avoir plusieurs significations, il employé dans plusieurs domaines et...) déterminée, tandis que si le photon est absent, il a la phase inverse (En mathématiques, l'inverse d'un élément x d'un ensemble muni d'une loi de...). Comme dans le paradoxe du chat, aussi longtemps que la "boîte" reste fermée, soit tant que n'a pas été effectuée une mesure qui oblige le système à se dévoiler, les deux états sont vrais en même temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le...): le photon est à la fois présent et absent et la faible impulsion lumineuse a deux phases opposées, dans un état "entrelacé" similaire à celui décrit par Schrödinger".

La recherche permettra de mieux comprendre pourquoi il est si difficile de trouver des objets macroscopiques dans ces "étranges" états superposés et à quel niveau la mécanique (Dans le langage courant, la mécanique est le domaine des machines, moteurs, véhicules, organes...) quantique cesse d'être valide.
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