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Pour la première fois, des physiciens ont observé les sauts quantiques du son en temps réel
Des scientifiques du MIT (Massachusetts Institute of Technology) ont démontré que certains concepts mathématiques de la physique classique permettent de décrire les comportements souvent étranges et contre-intuitifs qui se produisent à l'échelle quantique.... Lire la suite
À l'échelle quantique, l'énergie du son disparaît par paliers. Des chercheurs de l'université Stanford sont parvenus, pour la première fois, à observer ces transitions en temps réel. Cette prouesse expérimentale pourrait ouvrir de nouvelles perspectives pour l'informatique quantique et les capteurs de demain.
[EN VIDÉO] Comme le prix Nobel de physique Roger Penrose, également mathématicien, le lauréat de la médaille Fields de mathématique Alain Connes, un des plus grands mathématiciens de notre temps, utilise des théories géométriques avancées pour explorer les lois physiques fondamentales de la Nature. Futura a eu l'occasion de l'interviewer lors d'un symposium organisé par la Fondation Archimedes.SIE, en octobre 2022 à Saint-Raphaël.
Lorsqu'une cloche retentit, les vibrations qu'elle produit s'atténuent progressivement jusqu'au silence. Du moins, c'est ce que nous percevons à notre échelle. Dans le monde quantique, la réalité est bien différente car l'énergie d'une vibration ne varie pas de manière continue, mais par quantités discrètes, appelées phonons. Autrement dit, le son peut perdre son énergie par sauts successifs.
Si ce phénomène était prédit depuis longtemps par la mécanique quantique, personne n'avait encore réussi à l'observer directement. C'est désormais chose faite grâce à une équipe de l'université Stanford, dont les travaux ont été publiés dans la revue Science.
Pour réaliser cette expérience, les chercheurs ont fabriqué un résonateur mécanique microscopique, comparable à un minuscule diapason. Il a pour particularité de pouvoir conserver son énergie vibratoire pendant environ deux millisecondes, une durée exceptionnellement longue à cette échelle.
Des scientifiques du MIT (Massachusetts Institute of Technology) ont démontré que certains concepts mathématiques de la physique classique permettent de décrire les comportements souvent étranges et contre-intuitifs qui se produisent à l'échelle quantique.... Lire la suite
Ce délai a permis à l'équipe d'effectuer plusieurs centaines de mesures afin de suivre l'évolution de l'énergie du dispositif sans perturber son état. Pour ce faire, les scientifiques ont associé le résonateur à un qubit supraconducteur, qui est un circuit électrique capable de stocker de l'information quantique. Celui-ci joue le rôle d'un détecteur particulièrement sensible, capable de déterminer le nombre de phonons présents sans les détruire.
Grâce à ce dispositif, les physiciens ont pu suivre le comportement d'un phonon et enregistrer l'instant où le résonateur passe de son premier état excité à son état fondamental. La transition apparaît sous la forme d'un saut brutal, et non d'une diminution progressive de son énergie.
L'équipe est ainsi parvenue à préparer des états contenant un seul phonon avec une fidélité de 85 %, en apportant la première preuve expérimentale directe de ces sauts quantiques dans un objet mécanique vibrant.