Mécanique quantique et relativité testées dans une expérience de chute libre
Des physiciens ont réussi à mener une expérience pour tester l'interaction entre la mécanique quantique et la relativité générale en chute libre à l'aide d'un nouvel interféromètre atomique.
Une équipe dirigée par des physiciens de l'Université Ben-Gourion du Néguev, dont le lauréat du prix Nobel Roger Penrose, a développé un nouvel interféromètre atomique pour étudier une question théorique de longue date sur la compatibilité de la mécanique quantique et de la théorie de la gravité d'Einstein. L'expérience mesure comment les propriétés ondulatoires d'un seul atome sont affectées lorsqu'il subit une chute libre.
Depuis près d'un siècle, les physiciens théorisent sur les effets de la chute libre sur les ondes quantiques. Une contradiction entre la mécanique quantique et la relativité dans ce scénario impliquerait des incompatibilités fondamentales. La réalisation des mesures précises nécessaires a constitué un obstacle technologique important jusqu'à présent.
Le nouvel interféromètre permet à un seul atome de parcourir simultanément deux chemins : l'un en chute libre et l'autre où il reste stationnaire. En recombinant ces chemins, les chercheurs peuvent mesurer des changements subtils dans la phase d'onde de l'atome, qui est influencée par les effets gravitationnels pendant sa chute.
Cette expérience aborde directement la manière dont le comportement des ondes quantiques interagit avec les champs gravitationnels, un domaine clé pour la compréhension de la gravité quantique. Les résultats pourraient fournir des données cruciales pour unifier ces deux piliers de la physique moderne.