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Paradoxe physique unique observé pour la première fois dans un système à plusieurs particules


Les chercheurs tentent d'étudier plus avant l'une des propriétés les plus intéressantes de la physique: l'intrication quantique. Seule une poignée de chercheurs a exploité une meilleure compréhension de «l'action effrayante» qui a fasciné Einstein.

L'une de ces équipes comprend des physiciens de l'Université de Bâle. Les physiciens ont récemment observé pour la toute première fois un paradoxe d'Einstein-Podolsky-Rosen (EPR) de mécanique quantique dans un système de plusieurs centaines d'atomes en interaction.

En 1935, Albert Einstein, Boris Podolsky et Nathan Rosen ont publié un article collaboratif qui montrait qu'il était possible de prédire les mesures des positions et des impulsions des particules dans des situations particulières.

Pour cette expérience particulière, des physiciens dirigés par le professeur Philipp Treutlein du Département de physique de l'Université de Bâle ont observé pour la toute première fois le paradoxe EPR de plusieurs centaines d'atomes en interaction. L'équipe a utilisé des lasers pour refroidir les atomes à quelques milliardièmes de degré au-dessus du zéro absolu. Ils avaient besoin de refroidir les températures aussi basses pour atteindre le condensat de Bose-Einstein. Cet état unique de la matière prédit par Einstein dans un article de 1925 reste l'un des éléments de physique les plus fascinants pour explorer d'autres concepts.

Une fois le condensat de Bose-Einstein atteint, les chercheurs ont pris des mesures des spins des atomes dans des parties séparées du condensat. Ils ont ensuite utilisé une imagerie haute résolution pour mesurer les corrélations de spin entre les régions. Ils l'ont fait tout en localisant simultanément les atomes dans des positions définies.

"Voir ces phénomènes à des échelles macroscopiques dans des systèmes à plusieurs particules est une étape importante dans ce cadre, dans un domaine qui tente de contrôler le comportement quantique à plus grande échelle et de les utiliser dans la technologie et éventuellement les objets du quotidien", Treutlein, qui a également servi comme l'un des les auteurs des articles de l'université suisse, ont déclaré à Gizmodo.

D'autres travaux récents ont également exploré le phénomène ERP. Une autre équipe de recherche a utilisé des atomes de rubidium dans l'un des deux états quantiques divisés en deux nuages.

"Les trois articles utilisaient des systèmes de tailles différentes, démontraient différents types d'enchevêtrement et utilisaient différentes techniques de détection d'enchevêtrement", a déclaré Daniel Cavalcanti de l'Institut des sciences photoniques de Barcelone, en Espagne, dans une interview avec Gizmodo. "Je pense que cela pourrait ouvrir une variété de nouvelles expériences exploitant ces systèmes pour des applications dans l'information et la détection quantiques, ainsi que pour des questions plus fondamentales. "

Ces questions pourraient inclure des choses comme où les choses cessent de se comporter de manière classique et commencent à se comporter de manière quantique, par exemple.

«Les résultats des mesures dans les deux régions étaient si fortement corrélés qu'ils nous ont permis de démontrer le paradoxe de l'EPR», a déclaré le doctorant Matteo Fadel, auteur principal de l'étude. "C'est fascinant d'observer un phénomène aussi fondamental de la physique quantique dans des systèmes de plus en plus grands. En même temps, nos expériences établissent un lien entre deux des travaux les plus importants d'Einstein."

Alors que la recherche a exhorté des physiciens du monde entier pour les résultats révolutionnaires, les applications de leurs découvertes ne sont pas aussi développées.


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