La semaine
39 des découvertes et publications recensées par
SCIENCE X est tellement riche en articles intéressants que je pourrais proposer
plusieurs traductions par jour … Toutefois
l’administrateur –auteur de ce site, subissant les assauts de l’Age et de problèmes
visuels ne peut tenir ce rythme et ne vous proposera qu’une traduction + commentaires ,par jour dans le meilleur des cas
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12000 atoms in two places at once: A new record in quantum
superposition
12000 atomes
en deux endroits à la fois: un nouveau record en superposition quantique
par
l'Université de Vienne
Illustration
artistique de la délocalisation des molécules massives utilisées dans
l'expérience. Crédit: © Yaakov Fein, Universität Wien
Le principe
de superposition quantique a été testé à une échelle sans précédent dans une
nouvelle étude réalisée par des scientifiques de l'Université de Vienne en
collaboration avec l'Université de Bâle. Des molécules chaudes et complexes
composées de près de deux mille atomes ont été réunies dans une superposition quantique et amenées à
interférer. En confirmant ce phénomène - «le cœur de la mécanique quantique»,
selon les termes de Richard Feynman - à
cette nouvelle échelle de masse,
de meilleures contraintes sur les théories alternatives à la mécanique quantique apparaissent . Le travail sera publié dans
Nature Physics.
Le principe
de superposition est une caractéristique de la théorie quantique qui découle de
l’une des équations les plus fondamentales de la mécanique quantique, l’équation
de Schrödinger. Elle décrit les particules dans le cadre des fonctions d'onde
qui, tout comme les vagues d'eau à la surface d'un étang, peuvent avoir des
effets d'interférence. Mais contrairement aux ondes d’eau, un comportement collectif de nombreuses
molécules d’eau en interaction, les ondes quantiques peuvent également être
associées à des particules isolées.
L’exemple le
plus élégant de la nature onde des particules est peut-être l’expérience de la
double fente, dans laquelle la fonction d’onde d’une particule traverse
simultanément deux fentes et interfère. Cet effet a été mis en évidence pour
les photons, les électrons, les neutrons, les atomes et même les molécules. Il
soulève une question à laquelle physiciens et philosophes se sont débattus
depuis les débuts de la mécanique quantique: comment ces étranges effets
quantiques passent-ils dans ce monde classique avec lequel nous sommes tous
familiers
Les
expériences de Markus Arndt et de son équipe de l'Université de Vienne abordent
cette question de la manière la plus directe possible, c'est-à-dire en montrant
une interférence quantique avec des objets toujours plus massifs. Dans les
expériences récentes, les molécules ont des masses supérieures à 25 000 unités
de masse atomique, plusieurs fois supérieures à celles de l’enregistrement
précédent. L'une des plus grosses molécules envoyées par l'interféromètre,
C707H260F908N16S53Zn4, est composée de plus de 40 000 protons, neutrons et
électrons, avec une longueur d'onde de Broglie mille fois plus petite que le
diamètre d'un seul atome d'hydrogène. Marcel Mayor et son équipe de
l'Université de Bâle ont utilisé des techniques spéciales pour synthétiser de
telles molécules massives, suffisamment stables pour former un faisceau
moléculaire sous ultra-vide. Pour prouver la nature quantique de ces
particules, il a également fallu un interféromètre à ondes de matière avec une
ligne de base de deux mètres de long, construit spécialement à Vienne.
Une classe
de modèles visant à réconcilier la transition apparente d’un régime quantique à
un régime classique prédit que la fonction d’onde d’une particule s’effondre
spontanément à une vitesse proportionnelle à sa masse au carré.En montrant de manière expérimentale
qu'une superposition est maintenue pour une particule lourde pendant un laps de
temps donné, on fixe donc directement une limite à la fréquence et à la
localisation d'un tel processus d'effondrement. Dans ces expériences, les
molécules sont restées dans une superposition pendant plus de 7 ms,
suffisamment longtemps pour définir de nouvelles limites interférométriques sur
d'autres modèles quantiques.
Une mesure
généralisée appelée macroscopicité est utilisée pour classer dans quelle mesure
de tels modèles excluent d'autres modèles, et les expériences de Fein et al.
publiées dans Nature Physics représentent en effet une augmentation de l'ordre
de grandeur de la macroscopicité. "Nos expériences montrent que la
mécanique quantique, malgré toute son
étrangeté, est également incroyablement robuste, et je suis optimiste sur ce
fait que les futures expériences le testeront à une échelle encore plus
massive", déclare Fein. La ligne entre quantique et classique deviendra de plus en plus floue.
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information: Yaakov Y. Fein et al. Quantum superposition of
molecules beyond 25 kDa, Nature Physics (2019). DOI: 10.1038/s41567-019-0663-9
Journal
information: Nature Physics
Provided by
University of Vienna
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MES COMMENTAIRES
Voilà un article qui devrait « chatouiller » tous
ceux qui se demandent quand trouvera -t-on enfin la frontière
exacte entre l’échelle quantique et l’échelle
macroscopique ????Mais d’autres s’expriment plus crument :où termine
la physique classique et oùu commence la
physique quantique ??????
Personnellement j’en suis toujours resté sur l’enseignement de mes maitres : ne
prenez pas le contenu de l’équation de Schrödinger
POUR UNE MULTIPLICATION MIRACULEUSE DES
ONDES VOIRE DES OBJETS DE LA REALITE …
MAIS PLUTOT POUR UNE PROBABILITE
ELARGIE DE LEUR LOCALISAATION
STRICTE …AU SENS CLASSIQUE …….
Donc POUR
MOI pas d’équivoque : …La photo proposée par la publication ; vous
ne devez pas l’interpréter comme deux assemblages réellement différents d’atomes mais comme
deux emplacements possible s pour un seul assemblage MAIS INTERFERANT ENTRE EUX
…Et n’oubliez
pas que 1200 atomes c’est vraiment pas grand-chose
car :N(AVOGADRO) = 6 ,022 x 10puissance
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