Le prix Nobel de physique récompense le Français Alain Aspect, pionnier de la “deuxième révolution quantique”

La question n’était pas de savoir si le Français Alain Aspect, 75 ans, directeur de recherche émérite au Centre national de la recherche scientifique (CNRS), professeur à l’université Paris-Saclay et professeur à l’Ecole polytechnique, aurait le prix Nobel de physique, mais quand et avec qui. L’Académie suédoise a donc finalement tranché, mardi 4 octobre. Le chercheur français partage la fameuse distinction avec l’Américain John Clauser, 79 ans, et l’Autrichien Anton Zeilinger, 77 ans (Université de Vienne), en récompense de“des expériences avec des photons intriqués, établissant la violation des inégalités de Bell et ouvrant la voie à la science de l’information quantique”.

Le prix honore les pionniers de ce qu’Alain Aspect lui-même aime appeler “deuxième révolution quantique”. Cela ouvre une fenêtre sur un monde étrange et microscopique, ainsi que sur des applications inattendues et spectaculaires.

Cette théorie quantique, développée durant l’entre-deux-guerres, décrit le monde de la matière, ses particules, ses atomes et ses molécules. Sa première révolution a conduit à l’invention des transistors, des micropuces, des ordinateurs et des téléphones portables. Il a également donné naissance aux lasers ou aux disques durs. Il permet la géolocalisation par satellite grâce à des horloges de haute précision.

Il est basé sur au moins deux bizarreries. D’une part, sur le fait que les particules sont à la fois des ondes et des objets matériels, leur permettant de passer, par exemple, par deux endroits en même temps. Et, d’autre part, que les énergies de ces systèmes ne sont pas continues mais « quantifiées », comme s’il n’était possible de gravir une pente que par à-coups, par des escaliers ou une échelle. Dans ce cas, la métaphore décrit les niveaux d’énergie de ces particules.

Intrication quantique

La deuxième révolution est encore plus étrange. Alain Aspect, alors maître de conférences à l’École normale de Cachan, montra en 1981 et 1982, par des expériences délicates, désormais dans tous les livres de physique, qu’elle était pourtant bien réelle. Il s’agit de la possibilité que, sous certaines conditions, deux particules restent liées par un fil invisible, même si elles sont séparées de plusieurs kilomètres. Impossible de considérer les deux éléments du couple comme indépendants. La mesure d’une des propriétés d’un des membres influence immédiatement la mesure sur son alter ego. C’est l’intrication quantique.

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En 1964, le Britannique John Bell (1928-1990) a imaginé un test théorique pour vérifier cette propriété, à laquelle Albert Einstein ne croyait pas. Ce test vise à mesurer simultanément l’état des deux particules créées ensemble. Selon que ce système est quantique ou non, les corrélations entre les séries de résultats de mesure sur chacun des membres du couple seraient différentes ; plus fort dans l’hypothèse quantique que dans le cas classique.

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