Une équipe de chercheurs suisses nous fait redécouvrir une énigme quantique vieille de près d'un siècle: le paradoxe Einstein-Podolsky-Rosen, ou EPR.
En 1935, Albert Einstein, Boris Podolsky et Nathan Rosen ont défié la mécanique quantique avec un argument appelé paradoxe EPR. Ce paradoxe repose sur l'idée de deux particules distantes s'influençant mutuellement et instantanément, une notion qui, selon eux, mettait en évidence les limites de la mécanique quantique. Pourtant, jusqu'à présent, toutes les expériences ont confirmé ce phénomène appelé "intrication quantique".
Schéma d'une expérience EPR avec deux particules à gauche, et avec deux systèmes de plusieurs particules à droite, où le degré de liberté de spin est considéré. Dans les deux cas, les particules sont intriquées par des interactions et ensuite séparées en deux endroits différents. Dans le cas du système de plusieurs particules, les interactions produisent une intrication multipartite, qui est héritée par les systèmes séparés sous forme d'intrication bipartite entre leurs spins collectifs.
Crédit: Physical Review X. Le groupe de chercheurs, composé de Paolo Colciaghi, Yifan Li, Philipp Treutlein et Tilman Zibold, de l'Université de Bâle, a voulu tester ce paradoxe à plus grande échelle. Leur expérience a impliqué des condensats de Bose-Einstein, une matière constituée d'un grand nombre de particules avec des propriétés quantiques.
Ils ont commencé par générer un nuage d'atomes de rubidium-87. En forçant une interaction entre les atomes du nuage, ils ont créé un condensat de Bose-Einstein intriqué. Ce condensat a ensuite été divisé en deux nuages distincts, les "pseudospins" des deux nuages restant intriqués.
Les scientifiques ont conclu que les propriétés des deux nuages ne pouvaient pas être corrélées par hasard, confirmant ainsi le paradoxe EPR même à une échelle plus grande. En plus de ces résultats, cette expérience pourrait ouvrir la voie à de nouvelles applications dans le domaine de la métrologie quantique.