Une expérience du MIT prouve qu'Einstein a tort dans un débat quantique vieux d'un siècle

Dans une nouvelle démonstration stupéfiante de la mécanique quantique, une équipe de physiciens du MIT a tranché un débat vieux de près d'un siècle entre Albert Einstein et Niels Bohr, les résultats montrant qu'Einstein avait tort. L'équipe a réalisé une version idéalisée de la célèbre expérience de la double fente, confirmant que la lumière a une double identité en tant que particule et onde, mais que ces deux natures ne peuvent jamais être observées en même temps.

L'expérience fait suite à une expérience de pensée de 1927 dans laquelle Einstein affirmait que l'on pouvait détecter laquelle des deux fentes traverse une particule de photon tout en observant simultanément sa figure d'interférence ondulatoire. En réponse, Niels Bohr a utilisé le principe d'incertitude quantique pour affirmer que c'était impossible.

L'équipe du MIT, dirigée par le professeur Wolfgang Ketterle, a transposé ce débat historique en laboratoire. Au lieu d'un écran avec des fentes physiques, ils ont utilisé des faisceaux laser pour disposer plus de 10 000 atomes surfondus en un réseau parfait, chaque atome agissant comme une fente unique et isolée. En diffusant de faibles faisceaux de lumière à travers les atomes, ils ont pu mesurer avec précision l'interaction entre les caractéristiques particulaires et ondulatoires de la lumière.

Leurs résultats, publiés dans Physical Review Letters, ont définitivement confirmé la position de Bohr. Les chercheurs ont constaté que plus ils recueillaient d'informations sur la trajectoire d'un photon en tant que particule, plus sa figure d'interférence en tant qu'onde diminuait.

Einstein et Bohr n'auraient jamais pensé qu'il était possible de réaliser une telle expérience avec des atomes et des photons uniques. Ce que nous avons fait est une expérience Gedanken idéalisée. - Wolfgang Ketterle, professeur de physique au MIT.

Cette découverte arrive à point nommé, puisque les Nations unies ont déclaré 2025 Année internationale des sciences et technologies quantiques (AISQ), célébrant ainsi le 100e anniversaire de la formulation de la théorie.