16 juin 2009
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Suite à notre parution, hier d'un article de vulgarisation sur les liens entre prière et physique quantique, le site Yerushalmi nous invite à lire l'un de ses récents articles parus sur le même sujet, de façon à nous faire un avis.
http://yerouchalmi.web.officelive.com/Yer95.aspx
Serge Haroche : le quantique des quantiques
Physicien juif médaille d'Or 2009 du CNRS Yerouchalmi
Serge Haroche, Pr. au Collège de France et Officier de la Légion d’Honneur a reçu la prestigieuse médaille d'or du CNRS. Né à Casa à la fin de la Guerre d'un père juif marocain (issu de directeurs de l'Alliance Française et avocat), il quitte le Maroc en 59 et entre au Lycée à Paris. Contrairement à un article du Monde il n’est pas reçu à l'X, mais à l'Ecole Normale Supérieure rue d’Ulm (30 reçus/an, meilleurs en maths/physiques).Il démarre sur les interactions photons/particules avec 2 Nobel :Kastler (66) et, autre juif, Cohen-Tannoudji (1997), son Maître. Très attaché à son épouse, anthroposociologue, et à ses équipes, il est passionné de peinture et d’opéra. Ses travaux dans l’optique quantique et mathématique déboucheront sur les systèmes d'information et de cryptage de demain.
Qu'est-ce que le quantique ?
La physique quantique développée il y a 80 ans par Einstein et Bohr a révolutionné notre vie (électronique, ordinateurs, lasers, résonance magnétique, horloges atomiques). Vous n’y comprenez rien et même les physiciens ont du mal !Les lois de la physique classique décrivent de la nature à notre mesure jusqu'aux galaxies, les vérités contre-intuitives de la physique quantique celle des atomes et du microscopique. Haroche, "passeur d’idées", ne regarde pas la réalité avec nos yeux :
1- La matière a une double nature de corpuscule et d'onde
2- Une particule ne se trouve pas forcément ici ou là, pouvant-être à la fois ici et là
3- Deux photons passant dans la même fente vont être corrélés (comme un jumeau qui ressentirait la douleur lorsqu’on fait mal à son frère) comme s’ils communiquaient entre eux à des vitesses supérieures à la lumière (ce qui est a priori impossible).
Ces étrangetés du microscopique, ne sont pas observables sur les objets macroscopiques de notre expérience quotidienne, restant inconcevables par nos esprits.
Le génie de Serge Haroche
Depuis quelques années, les technologies permettent de manipuler des systèmes quantiques isolés (atomes, molécules, photons,…) ouvrant la voie à l'observation directe des aspects contre intuitifs du quantique. Un photon disparaît dès qu’un capteur s'en saisit le transformant en signal chimique ou électrique : exemple de l'œil dont la rétine absorbe la lumière du photon et la transforme en courant électrique qui stimule le nerf optique.
La théorie quantique postulait qu’on pouvait compter les photons sans les absorber, mais il n’avait jamais été possible d’atteindre une sensibilité suffisante pour observer de façon non destructive ces grains uniques de lumière. Pour un chercheur juif et obstiné comme Haroche, mourir en délivrant un message ne peut être une fatalité. Il est parvenu à détecter ce photon qui semblait insaisissable sans le détruire avec sa "boîte à photons".
La "Boîte à Photons" d'HarocheDifficile de conserver longtemps un photon piégé,celui-ci étant facilement absorbé par les parois réfléchissantes de miroirs. Mais, les photons de sa boîte supraconductrice établissent un record de longévité pour de la lumière piégée dans un petit volume.
Elle est entourée de parois réfléchissantes à température voisine du zéro absolu (-273°C) et formée de miroirs se faisant face à 2,7 cm de distance, entre lesquels le photon, emprisonné 0,1 s, rebondit un milliard de fois avant de s’annihiler. Dans son parcours de 40000 km (!), il signe sa présence en provoquant l’infime décalage recherché dans la transition des niveaux d'énergie des atomes injectés volontairement dans la boîte. Dans l’expérience, chaque atome est comme une petite horloge dont le battement est légèrement retardé par le champ du photon et mesuré par son signal atomique.
La Boîte à la fois vide et pleine
Il est même possible de réaliser une situation où la cavité est dans une superposition de 2 états, à la fois vide et contenant un photon (!!). On y fait passer un atome en réglant le temps d’interaction pour que la probabilité qu’il émette soit de 50%. Les atomes traversant la cavité seront désaccordés pour réaliser la mesure de l’existence du photon. Du fait des 50% de probabilité, leur état manifeste une ambiguïté quantique : pour la mesure le photon sera à la fois dans la boîte et pas dans la boîte (!!). L’étude permettra une compréhension de la frontière floue séparant le quantique et le classique.
Immenses débouchés technologiquesPour la 1ère fois,l'information portée par un seul photon est partagée par un grand nombre d’atomes interagissant un à un avec lui. Dès lors, ses boîtes à photons constituent des systèmes idéaux pour des opérations de logique quantique, prometteuses pour
- le cryptage/codage
- la conception d’ordinateurs new technology à base quantique.
On parle alors de cryptographie quantique, de téléportation et d’ordinateur quantique. L’exploration des lois étranges du monde quantique nous promet encore bien des surprises et des motifs d’émerveillement. Merci à Serge Haroche et à ses équipes !
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