💥 Des scientifiques ont cassé un photon en deux pour comprendre l'Univers

Des physiciens ont manipulé des particules de lumière individuelles, des photons, dans des conditions de laboratoire ultra-stables. Ils ont divisé un photon solitaire en deux entités distinctes de plus faible énergie, observant avec une rigueur inédite le comportement de la rotation intrinsèque de ces deux nouvelles entités.

Cette prouesse expérimentale valide une loi fondamentale de la nature à l'échelle la plus élémentaire.


Le moment angulaire orbital décrit comment la lumière tourne autour de son axe de propagation, semblable à la Terre orbitant autour du Soleil. Chaque photon transporte cette propriété comme une signature immuable, dictée par les symétries de l'Univers. Les chercheurs ont vérifié que la somme des rotations des photons produits égale toujours celle du photon original.

L'équipe internationale a surmonté des problèmes techniques monumentaux, avec seulement une conversion réussie sur un milliard de tentatives. Leur dispositif optique a filtré les bruits parasites pour capturer des événements rares. Cette persistance a permis de collecter des données statistiquement significatives sur la conservation.

Les résultats suggèrent également l'apparition d'intrication quantique entre les paires de photons générées. Ce phénomène, où les particules restent connectées à distance, ouvre des perspectives pour les technologies quantiques. De telles propriétés pourraient révolutionner les communications sécurisées et le calcul haute performance.


Les prochaines étapes visent à optimiser l'efficacité du processus et à explorer des états quantiques plus complexes. Ces avancées pourraient mener à de nouvelles applications en photonique quantique, renforçant les fondements de cette discipline en plein essor.

Qu'est-ce que le moment angulaire orbital de la lumière ?

Le moment angulaire orbital (OAM) est une propriété physique qui décrit comment un faisceau lumineux tourne autour de son axe de propagation. Contrairement à la polarisation, qui concerne l'orientation des vibrations, l'OAM est lié à la structure spatiale de la lumière, créant des motifs en spirale.

Cette caractéristique permet de coder des informations dans les photons, augmentant la capacité des systèmes de communication. Les faisceaux avec un OAM non nul présentent une phase hélicoïdale, utile dans la microscopie et la manipulation de particules. L'OAM est quantifié, signifiant qu'il ne peut prendre que des valeurs discrètes, multiples de la constante de Planck.

Des recherches récentes explorent son utilisation dans le cryptage quantique et les senseurs haute résolution, élargissant son impact au-delà de la physique fondamentale.

Comment fonctionne l'intrication quantique entre photons ?

L'intrication quantique est un phénomène où deux particules, comme des photons, deviennent inextricablement liées, leurs propriétés étant corrélées même à grande distance. Si l'une est mesurée, l'autre réagit instantanément, contredisant l'intuition classique.

Ce lien persiste sans échange d'information conventionnel, reposant sur les principes de la mécanique quantique. Albert Einstein l'appelait 'action fantôme à distance', mais des expériences modernes ont confirmé sa réalité.

L'intrication est cruciale pour les technologies émergentes, telles que l'informatique quantique et la téléportation quantique. Elle permet de créer des états superposés et des canaux de communication inviolables.

Des avancées récentes améliorent la génération et la détection de paires intriquées, ouvrant la voie à des réseaux quantiques globaux et à des tests fondamentaux sur la nature de la réalité.