Un photon capturé à deux endroits à la fois : faut-il dire adieu au multivers ?

En 1801, le physicien Thomas Young a réalisé une expérience simple mais révolutionnaire. Il a fait passer de la lumière à travers deux fentes rapprochées et a observé un motif d’interférences sur un écran, semblable aux vagues qui se croisent à la surface de l’eau. Cette expérience a démontré que la lumière se comporte à la fois comme une onde et comme une particule, un concept fondamental de la mécanique quantique.

Des chercheurs ont récemment reproduit cette expérience en version plus avancée. En envoyant des photons un par un à travers les fentes, et en utilisant des détecteurs ultra-sensibles, ils ont observé que chaque photon semble passer par les deux fentes simultanément. Ce phénomène suggère que le photon est en état de superposition, c’est-à-dire présent à plusieurs endroits à la fois.

La superposition quantique est un concept fondamental de la mécanique quantique. Il signifie qu’une particule peut exister dans plusieurs états ou lieux simultanément, tant qu’elle n’est pas mesurée. Lorsqu’on l’observe, elle « choisit » un seul état. Dans cette expérience, le photon est à deux endroits à la fois jusqu’au moment de la détection.

L’idée du multivers provient de l’interprétation des mondes multiples en mécanique quantique. Elle affirme que chaque fois qu’une particule est en superposition, l’univers se divise en plusieurs versions, chacune correspondant à un état possible. Mais cette nouvelle expérience suggère que cette division ne serait pas nécessaire. Le photon peut exister dans plusieurs états sans que l’univers ne se multiplie.

Tous les physiciens ne partagent pas cette conclusion. Certains estiment que les résultats ne suffisent pas à réfuter le multivers. D’autres y voient un appui aux interprétations alternatives, comme l’interprétation de Bohm, où les particules ont des trajectoires bien définies guidées par une onde invisible. Le débat reste donc vivant et complexe.

Si l’expérience est confirmée, cela pourrait réduire la complexité de notre compréhension de l’univers. Il ne serait plus nécessaire d’imaginer une infinité d’univers parallèles. Cela représenterait un changement majeur dans la façon dont on comprend la mécanique quantique, sans pour autant rejeter les phénomènes de superposition.

L’expérience du photon mesuré à deux endroits simultanément relance un débat fondamental : avons-nous besoin du multivers pour expliquer la réalité quantique ? Pour certains, cette expérience remet cette idée en cause. Pour d’autres, elle ne fait que nourrir un vieux débat. Une chose est sûre : la physique quantique n’a pas fini de nous étonner. Et cette découverte pourrait bien être le début d’un nouveau chapitre.

Source de l’étude : newscientist

Image à titre d’illustration uniquement, créée par IA