Comprendre la transition du domaine probabiliste de la mécanique quantique vers le monde classique déterministe a longtemps perplexé les physiciens. Une étude récente menée par des chercheurs espagnols, publiée dans Physical Review X, offre de nouvelles perspectives sur cette question fondamentale.
L'étude, dirigée par Philipp Strasberg de l'Université Autonome de Barcelone, a utilisé des simulations numériques avancées pour explorer comment les caractéristiques du monde classique peuvent émerger des systèmes quantiques. Les chercheurs se sont concentrés sur l'effondrement des fonctions d'onde quantiques, qui peuvent exister dans plusieurs états simultanément, en un seul état observable.
Strasberg a expliqué : "La physique quantique est en contradiction avec notre expérience classique en ce qui concerne le comportement des électrons, des atomes ou des photons uniques. Cependant, en considérant des quantités macroscopiques que nous pouvons percevoir, telles que la température ou la position, nos résultats montrent que les effets d'interférence quantique disparaissent rapidement." Cette découverte suggère que même quelques atomes ou photons peuvent exhiber un comportement classique, renforçant l'idée que l'émergence d'un monde classique à partir d'états quantiques est un phénomène inévitable.
La recherche s'appuie sur l'interprétation des multiples mondes de la mécanique quantique, qui postule que chaque événement quantique crée plusieurs branches de réalité. Le défi a été de concilier ces univers parallèles avec l'expérience unique de notre monde classique. Les simulations de l'équipe ont indiqué que des caractéristiques macroscopiques telles que l'ordre et la structure peuvent émerger de systèmes quantiques qui semblent chaotiques à des échelles plus petites.
Fait intéressant, l'étude soulève également des questions sur la nature du temps. Les chercheurs ont observé que l'ordre classique pouvait émerger du chaos quantique, suggérant la possibilité de mondes avec des flèches du temps inversées, où l'entropie diminue plutôt qu'elle n'augmente. Bien que peu probable dans notre univers, ces scénarios élargissent les limites théoriques de la manière dont l'ordre et le temps émergent du chaos.
Alors que les physiciens continuent d'explorer la mécanique quantique, des études comme celle-ci non seulement améliorent notre compréhension de l'univers, mais ouvrent également la voie à des applications potentielles dans l'informatique quantique, le traitement de l'information et au-delà. Les implications de ces découvertes pourraient influencer la technologie reposant sur des principes quantiques, transformant notre interaction avec le monde physique.