Une expérience révolutionnaire a permis à des chercheurs de mesurer avec précision le temps qu'un photon passe à l'intérieur d'une barrière quantique, un phénomène connu sous le nom d'effet tunnel quantique. Cette découverte, publiée dans la revue Nature, remet en question une prédiction clé de l'interprétation de Bohm de la mécanique quantique.
L'interprétation de Bohm, proposée en 1952, suggère que les particules ont des trajectoires définies, guidées par une « onde pilote ». Selon cette théorie, une particule entrant dans une barrière infinie devrait y rester indéfiniment. Cependant, l'expérience récente montre que les photons traversent la barrière à une vitesse mesurable, indiquant que le temps de séjour n'est pas infini. Cette remise en question s'inscrit dans un débat plus large sur les fondements de la physique, un peu comme les discussions passionnées que l'on peut avoir autour de la laïcité en France.
L'expérience a impliqué des photons confinés entre des miroirs avec un liquide fluorescent, les forçant à se comporter comme s'ils avaient une masse. Les chercheurs ont conçu une structure avec des canaux parallèles et une « rampe » pour générer des photons avec différentes énergies. La clé était une barrière si étendue qu'elle apparaissait infinie au photon. En traversant la barrière, les photons se sont déplacés latéralement, permettant la mesure de leur temps de séjour.
Cette étude fournit des données empiriques à un débat auparavant confiné à la théorie, ouvrant une nouvelle étape dans l'exploration de l'effet tunnel quantique. La mécanique quantique a été remarquablement efficace pour prédire les phénomènes subatomiques, mais son interprétation reste un domaine de débat philosophique et de paradoxes non résolus. Ce travail fournit une mesure fiable, reliant les idées aux mesures et ouvrant une nouvelle étape dans l'exploration de l'effet tunnel quantique. C'est un peu comme les progrès de la physique des particules au CERN, qui font avancer notre compréhension du monde.
Cette avancée est cruciale, permettant l'observation directe de phénomènes auparavant abstraits, donnant à la physique quantique une dimension plus tangible et vérifiable. Elle pourrait avoir des implications importantes pour le développement de nouvelles technologies, comme l'informatique quantique, un domaine où la France investit massivement.