• En physique aussi, les atomes crochus existent - par Michel Alberganti | Slate.fr
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    Romantique dans le cas d’êtres humains, cette histoire peut se produire dans le monde... de la physique. En réalité, les atomes crochus existent vraiment, au niveau des particules de la matière. Pas de sentiments dans ce cas. Juste des phénomènes quantiques imaginés dès 1924 par Albert Einstein, qui prédit alors que des atomes peuvent être dans des états « indiscernables ». De telles particules se comportent d’une façon plus qu’étonnante, comme si elles étaient liées par une relation aussi invisible que puissante. Plus que des jumeaux, des doubles. Tel un couple fusionnel qui a les mêmes sensations au même moment et agit toujours de façon identique...

    Ce jeudi 2 avril, une équipe de chercheurs français du laboratoire Charles-Fabry à l’Institut d’optique (CNRS-Université Paris-Sud) publie dans la revue Nature une première mondiale. Elle a réussi à mettre en évidence l’existence de tels atomes crochus. Dans son expérience, deux atomes distincts sont envoyés sur une sorte de miroir semi-réfléchissant. Chacun a alors deux possibilités : soit il est réfléchi par le miroir comme une balle qui rebondit sur un mur ; soit un traverse le miroir. Or, lorsqu’il s’agit d’atomes indiscernables, ils quittent systématiquement le miroir... ensemble.

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    Christoph Westbrook confirme que la mise en évidence des atomes crochus n’a pas été une sinécure. « Nous y travaillons depuis 2007 et l’isolement d’une paire d’atomes indiscernables a fait partie des principales difficultés », indique-t-il. Pour prendre conscience des obstacles à surmonter, il suffit de considérer le point de départ des chercheurs. Il s’agit d’un bain d’hélium mis dans un état particulier appelé « condensat de Bose-Einstein » et qui contient quelque 100.000 atomes. « On chatouille le condensat avec un laser pour en extraire les deux atomes que nous cherchons », explique Christoph Westbrook.

    Une fois isolée, la paire d’atomes crochus peut se manipuler avec des faisceaux laser. L’expérience du miroir sert à révéler leurs liens particuliers, les interférences qui existent entre eux.

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    Christoph Westbrook se laisse aller à imaginer que, derrière les atomes crochus, il pourrait exister une interaction entre les atomes et... la gravité. Si tel était le cas, les chercheurs sortiraient de l’exploit expérimental pour entrer dans la révolution que tous les physiciens attendent depuis un siècle : réconcilier la mécanique quantique et la gravitation.

    C’est dire si cette expérience pourrait avoir de profondes conséquences, même s’il ne s’agit pour l’instant que de spéculations. En attendant, à quoi peuvent servir les atomes crochus ? Christoph Westbrook entrevoit trois applications. Outre la capacité à « sonder la gravité », une meilleure compréhension des interactions entre atomes pourrait jouer un rôle dans la conception des fameux ordinateurs quantiques. L’extension de l’expérience à plusieurs paires d’atomes au lieu d’une seule serait aussi exploitable pour améliorer la précision de certains appareils de mesure par interférométrie, comme les accéléromètres ou les gravimètres. Selon Christoph Westbrook, la précision pourrait être multipliée par 30 avec 1.000 paires d’atomes.

    #physique_quantique #laboratoire_Charles-Fabry