Prix Nobel pour Alain Aspect - un monde quantique intriguant [en]
Le professeur Alain Aspect a commencé ses travaux sur l’intrication quantique en 1982 à l’Institut d’optique d’Orsay, puis a continué à l’École Polytechnique et au Collège de France. Professeur à l’École Polytechnique et directeur de recherche émérite au CNRS, Alain Aspect est aussi un brillant pédagogue qui a déjà formé plusieurs générations d’étudiants à la mécanique quantique. Ce prix Nobel de physique sanctionne une carrière exceptionnelle qui a permis des avancées révolutionnaires dans le domaine de la physique quantique et souligne l’excellence de la recherche fondamentale française et sa valeur pour l’innovation et l’industrialisation.
Pour explorer les objets quantiques, les chercheurs se sont basés sur des hypothèses qui leur semblaient évidentes : localité, causalité et réalisme. Le principe de localité exprime que les objets ne peuvent être influencés que par leur environnement proche, ce qui revient à dire qu’un signal ou une
influence ne peut se propager à une vitesse plus grande qu’une vitesse limite (qui se trouve être la vitesse de la lumière dans le vide). Le principe de causalité propose que l’état des particules est déterminé uniquement par leur état initial et l’ensemble des influences reçues dans leur passé, il ne peut être influencé par un événement futur ou trop lointain (il est impossible, par exemple, de remonter le temps pour tuer son grand-parent avant qu’il ait donné naissance à son parent). Enfin, le réalisme suppose que les particules individuelles sont des entités qui possèdent des propriétés propres, véhiculées avec elles, telles que leur masse, leur charge, leur vitesse ou leur moment angulaire (aussi appelé “spin”), définissant leur “état”.
Pourtant, dans le monde quantique, Dr Alain Aspect a contribué à prouver qu’une seule particule pouvait se trouver à plusieurs endroits en même temps, ou encore que deux particules intriquées (c’est à dire créées initialement de telle sorte que l’état de l’une dépend de l’état de l’autre) pouvaient en apparence s’influencer l’une l’autre, de façon instantanée, même si une grande distance les sépare...
Cette dernière expérience, réalisée à l’aide de photons intriqués, a consacré Dr Alain Aspect. Les photons (particules de lumière) produits au même endroit et au même instant dans des états de polarisation (alignement de leur champ électromagnétique) sont ensuite propagés à la vitesse de la lumière (par définition !) dans des directions opposées. La clé de l’expérience est que les photons sont non seulement dans des états de "superposition" de polarisations (ils ont plusieurs polarisations à la fois), mais aussi que si on force un photon à "choisir" une polarisation (via une mesure de cette dernière), cela fixe instantanément la polarisation de l’autre photon qui se trouve pourtant loin du premier photon. En quelque sorte, l’information sur le choix de polarisation est passé instantanément d’un photon à l’autre (et a donc voyagé plus vite que la lumière). Les phénomènes quantiques ne sont pas intuitifs et remette en cause une ou plusieurs des hypothèses de localité, causalité et réalisme. Il faut aux chercheurs une créativité et un génie fantastiques pour imaginer les expériences nécessaires pour explorer les contours du monde fascinant de la physique quantique, ainsi que pour l’exploiter à des fins technologiques.
Ce prix Nobel de physique recompense une carrière exceptionnelle qui a permis des avancées révolutionnaires dans le domaine de la physique quantique. Il souligne l’excellence de la recherche fondamentale française et sa valeur pour l’innovation et l’industrialisation. Toutes nos félicitations vont à notre nouveau lauréat français et ses co-lauréats John Clauser et Anton Zeilinger qui nous ont montré un exemple incroyable de coopération internationale en matière de recherche.
- Alain Aspect par Niklas Elmehed.
