Un quo­ti­dien très quan­tique

La phy­sique quan­tique ne vous dit rien ? Smart­phones, lampes LED… Elle a pour­tant d’in­nom­brables ap­pli­ca­tions dans la vie cou­rante. Ex­pli­ca­tions

L'Obs - - Notre Époque - Par Fa­bien Gru­hier

Ima­gi­nons un uni­vers dans le­quel il ne se­rait ja­mais pos­sible de sa­voir où, après avoir été shoo­té, un bal­lon de foot se trou­ve­rait au juste, quelle tra­jec­toire il sui­vrait, ni à quelle vi­tesse. Un monde dans le­quel une balle de squash lan­cée contre un mur au­rait « une­cer­taine pro­ba­bi­li­té » de le pé­né­trer plu­tôt que d’y re­bon­dir. Un monde où des mou­tons cou­rant vers le bord d’une fa­laise, plu­tôt que de tom­ber tous, se­raient en ma­jo­ri­té ca­pables de faire de­mi-tour à la der­nière mi­cro­se­conde. Un monde où les objets ma­té­riels se­raient fa­ci­le­ment té­lé­trans­por­tés par ligne té­lé­pho­nique, où le temps lui-même pour­rait in­ver­ser son cours pour re­tour­ner vers le pas­sé… Bienvenue dans le monde dé­coif­fant de la phy­sique quan­tique, où tout dé­fie notre pré­ten­du bon sens, ri­di­cu­lise nos in­tui­tions, et au­quel l’im­mense ma­jo­ri­té des gens ne com­prend rien! Et pour­tant nous bai­gnons de­dans. Des lampes LED aux horloges ato­miques, en pas­sant par les smart­phones et les cel­lules pho­to­élec­triques ou le la­ser : de très nom­breux objets du quo­ti­dien font ap­pel aux lois de cette dé­rou­tante phy­sique de l’ul­tra­mi­nus­cule (voir en­ca­drés).

Pour cer­tains, cette dis­ci­pline, née au siècle der­nier, où rien ne se passe

comme pré­vu, res­semble à l’uni­vers d’« Alice au pays des mer­veilles ». Le cé­lèbre rug­by­man an­glais Jon­ny Wil­kin­son assure y avoir trou­vé une sorte de res­sour­ce­ment spi­ri­tuel – « en liai­so­na­vecmes lec­tures boud­dhistes », pré­cise ce cham­pion tour­men­té –, via ses dis­cus­sions avec des scien­ti­fiques qui l’ont ini­tié aux com­por­te­ments deces par­ti­cules élé­men­taires « n’obéis­sant pas aux lois de la phy­sique clas­sique » . Pour d’autres, ce monde insolite ou mer­veilleux tourne au cau­che­mar – par l’im­pos­si­bi­li­té de le ré­con­ci­lier avec la phy­sique « nor­male », celle du monde ma­cro­sco­pique à notre échelle. Des pla­nètes, des étoiles, des bal­lons de foot qui se com­portent en hon­nêtes objets ma­té­riels àla tra­jec­toire pré­vi­sible et non en fan­tômes er­ra­tiques… Le phy­si­cien Claude As­lan­gul, de l’uni­ver­si­té pa­ri­sienne Pierre-et-Ma­rie- Cu­rie, consi­dère la

La phy­sique de l’ul­tra­mi­nus­cule, où rien ne se passe comme pré­vu, res­semble à l’uni­vers d’“Alice au pays des mer­veilles”.

phy­sique quan­tique comme « un­pa­vé dans la mare du réel » . Car toutes les vé­ri­fi­ca­tions ex­pé­ri­men­tales confirment les lois de cette phy­sique ir­réelle, en vi­gueur dans le monde ul­tra­mi­cro­sco­pique, ce­lui des par­ti­cules élé­men­taires et de leurs as­so­cia­tions à un tout pe­tit nombre. Dont Albert Ein­stein lui-même n’avait pas vou­lu en­tendre par­ler et qu’Hen­ri Poin­ca­ré avait condam­née – vi­tu­pé­rant « ces équa­tions qu’on in­vente au­jourd’hui tout ex­près pour mettre en dé­faut les rai­son­ne­ments de­nos­pères, et­dont on ne ti­re­ra­ja­mais rien » .

Comme quoi… « Il ar­rive aux plus grands gé­nies de se trom­per », dit Claude As­lan­gul. Car, pour ce qui est de vrai­ment ser­vir à quelque chose, on n’a ja­mais fait mieux que cette né­bu­leuse phy­sique quan­tique. « En gé­né­ral, les ap­pli­ca­tions de la phy­sique ne sont­pas là oùonles at­tend », dit Serge Ha­roche, prix No­bel de phy­sique en 2012. Cette dis­ci­pline confirme, de fa­çon em­blé­ma­tique – par la mul­ti­pli­ci­té même de ses re­tom­bées pra­tiques in­at­ten­dues –, qu’il est illu­soire de vou­loir pi­lo­ter la re­cherche au nom de consi­dé­ra­tions uti­li­taires. Et qu’il vaut bien mieux lais­ser les cher­cheurs… cher­cher aux li­sières de l’in­con­nu. C’est ce que fait Serge Ha­roche, avec son équipe de l’Ecole nor­male su­pé­rieure (ENS), en ex­plo­rant les fron­tières floues du monde quan­tique et du monde « réel » : à quel ins­tant, à par­tir de quelle quan­ti­té de ma­tière ag­glu­ti­née, bas­cule-t-on de l’un à l’autre? Les spé­cia­listes nomment ce brusque phé­no­mène « dé­co­hé­rence ». Au­jourd’hui, à la li­sière de la dé­co­hé­rence, les ap­pli­ca­tions ne peuvent que se mul­ti­plier. Il semble même que la pho­to­syn­thèse n’exis­te­rait pas sans elle… et donc nous non plus.

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