Une expérience révolutionnaire menée par des physiciens en Chine a révélé que les particules de lumière peuvent exister simultanément dans 37 dimensions, repoussant les limites de la mécanique quantique et remettant en question notre compréhension de l'univers.
L'expérience, détaillée dans la revue Science Advances, visait à démontrer la nature non classique de la mécanique quantique. Ce domaine étudie le comportement des particules au niveau subatomique, tandis que la relativité générale décrit les phénomènes à grande échelle dans la théorie classique. Le concept de « réalisme local » explique comment les événements se produisent dans un ordre et une forme prévisibles.
Pendant des décennies, les scientifiques ont cherché à unifier ces deux théories, mais la recherche a montré que les différences entre elles sont encore plus importantes qu'on ne le pensait auparavant. L'équipe chinoise a étudié dans quelle mesure la mécanique quantique s'écarte de la théorie classique en menant une expérience conçue pour démontrer le paradoxe de Greenberger-Horne-Zeilinger (GHZ).
L'état GHZ, développé en 1989, décrit un état quantique intriqué impliquant au moins trois sous-systèmes. Cet état prédit des résultats qui défient la théorie classique, tels que des impossibilités mathématiques, y compris le calcul de 1 étant égal à -1, ce qui conduit à un paradoxe.
Pour démontrer ce paradoxe dans un contexte réel, les chercheurs ont mis au point une méthode pour générer des photons capables d'exister dans 37 dimensions. Ils ont utilisé la lumière laser, l'intrication quantique et un processeur photonique fabriqué à l'aide de fibres optiques, ce qui les distingue des humains, qui existent dans trois dimensions spatiales et une dimension temporelle.
Cette expérience éclaire divers aspects de la théorie quantique à un niveau plus profond. Elle suggère que la mécanique quantique est encore plus « non classique » qu'on ne le pensait auparavant, soulevant de nouvelles questions et ouvrant des voies pour de futures recherches.