Une particule de lumière accède simultanément à 37 dimensions : quand la quantique dépasse la fiction

Un monde étrange qui défie notre logique

Vous savez, la science du subatomique a ce don particulier de nous faire sentir tout petits, et parfois, un peu perdus. C’est exactement ce qui ressort d’un article fascinant publié par Darren Orf le 3 janvier 2026. Il faut bien l’avouer, la mécanique classique — celle qui régit notre quotidien — et la mécanique quantique ne font pas vraiment bon ménage. Elles sont même, disons-le, en froid.

Prenez par exemple l’intrication quantique. C’est ce phénomène un peu fou qui dit que l’état d’une particule peut être déterminé simplement en examinant sa jumelle, et ce, peu importe la distance qui les sépare. Cela va totalement à l’encontre de la physique classique telle qu’on l’a apprise à l’école. Même le grand Albert Einstein avait du mal avec ça… il qualifiait cette bizarrerie d’« action fantomatique à distance ». C’est dire si ça le perturbait !

Ce concept, c’est ce qu’on appelle la « non-localité quantique ». En gros, cela signifie que des objets peuvent s’influencer mutuellement à travers de vastes distances (apparemment plus vite que la lumière), alors que la physique classique s’accroche à sa « théorie locale », l’idée rassurante que les objets ne sont influencés que par leur environnement immédiat. C’est une fracture nette, un grand écart intellectuel.

Le paradoxe GHZ : Quand les mathématiques deviennent impossibles

C’est ici que les choses se corsent un peu, mais accrochez-vous, c’est passionnant. Cette division entre le local et le non-local est expliquée par ce qu’on appelle le paradoxe Greenberger–Horne–Zeilinger (GHZ). C’est un nom un peu barbare, je vous l’accorde, nommé d’après les physiciens qui l’ont décrit en 1989. Ce théorème est un peu comme un panneau « Stop » pour notre logique habituelle : il détaille essentiellement comment la théorie quantique ne peut tout simplement pas être décrite par une description réaliste locale.

Les paradoxes de type GHZ montrent que si l’on part du principe que les particules ne peuvent être influencées que par la proximité, on aboutit à des impossibilités mathématiques. Tenez-vous bien : comme le rapporte le New Scientist, ce paradoxe peut même s’exprimer par un calcul où, tenez-vous bien, 1 est égal à -1. Oui, vous avez bien lu. C’est absurde pour nous, mais c’est utile pour démontrer que les propriétés quantiques ne rentrent pas dans les cases de nos moyens classiques.

C’est justement pour voir jusqu’où cette étrangeté pouvait aller qu’une équipe internationale de scientifiques a mené une nouvelle étude, dont les résultats ont été publiés dans la revue Science Advances. Ils voulaient voir à quel point le monde quantique pouvait devenir « non-classique ».

L’expérience : Des photons dans 37 dimensions

Le résultat de cette étude ? Eh bien, il est peut-être encore plus étrange que ce que les auteurs eux-mêmes avaient anticipé au départ. Cette expérience extrêmement technique a réussi à produire des photons — des particules de lumière, donc — qui existaient dans 37 dimensions. Faites une pause une seconde pour imaginer ça. Vous et moi, nous existons dans trois dimensions, plus une dimension temporelle additionnelle. Ces photons, eux, nécessitaient 37 points de référence similaires. C’est vertigineux.

Zhenghao Liu, de l’Université technique du Danemark et co-auteur de l’étude, a confié au New Scientist une réflexion qui donne à penser : « Cette expérience montre que la physique quantique est plus non-classique que beaucoup d’entre nous le pensaient ». Il ajoute même, avec une certaine humilité face à l’immensité de la chose : « Il se pourrait que 100 ans après sa découverte, nous ne voyions encore que la pointe de l’iceberg ».

Réussir ce tour de force n’a pas été une mince affaire, croyez-moi. Liu et son équipe ont dû injecter une version du paradoxe GHZ dans une lumière cohérente — en maîtrisant même la couleur et la longueur d’onde — pour pouvoir manipuler les photons avec aisance.

Conclusion : Vers de nouveaux horizons technologiques

Le résultat de cette manipulation complexe est, selon Liu, la création des « effets non-classiques les plus importants dans le monde quantique » jamais réalisés à ce jour. Ce n’est pas rien ! Mais au-delà de la prouesse théorique, à quoi cela va-t-il nous servir concrètement ?

Les auteurs écrivent avec espoir : « Nous pensons que ce travail a ouvert plusieurs voies pour la recherche future ». Leur objectif est d’utiliser ces découvertes pour construire des avantages quantiques encore plus forts dans ces systèmes à haute dimension. En d’autres termes, si, comme ils le disent, nous n’avons découvert que la pointe de l’iceberg, imaginez un peu les percées technologiques qui se cachent juste sous la surface, attendant d’être révélées. C’est à la fois un peu effrayant et terriblement excitant, vous ne trouvez pas ?

Selon la source : popularmechanics.com

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