La médaille d'or du CNRS de Serge Haroche
La Médaille d'or du CNRS, l'une des plus prestigieuses distinctions scientifiques françaises, a été décernée mercredi au physicien Serge Haroche, 64 ans, explorateur de l'étrange monde quantique, jonglant avec atomes et photons, les insaisissables particules de lumières.
Ses travaux de pionnier ont permis d'étudier et d'illustrer expérimentalement certains postulats de la mécanique quantique qui s'applique au monde microscopique. (AFP, le 4 juin 2009)
Serge Haroche est un brillant chercheur (élève du prix Nobel de physique Claude Cohen-Tannoudji), professeur au Collège de France, qui a dirigé pendant plusieurs années le laboratoire de physique de l'ENS. C'est un spécialiste de physique atomique et d'optique quantique.
Ses travaux visent à comprendre le passage du monde quantique au monde macroscopique de notre quotidien, un phénomène de "décohérence" que des expériences sur des photons captifs ont permis "saisir au vol".
Son équipe à l’ENS a pu, en portant l’atome dans une superposition de ses deux états d’énergie, préparer le champ dans un état où il oscille avec ces deux phases opposées à la fois, une situation impossible à comprendre d’un point de vue classique, mais parfaitement légitime selon la loi quantique. De tels états étranges s’appellent «chats de Schrödinger» en référence à une fameuse expérience de pensée dans laquelle ce physicien avait imaginé qu’un chat, emprisonné dans une boîte avec un atome radioactif, pouvait être placé dans la situation inconfortable d’être suspendu de façon quantique entre la vie et la mort.
Dans la vie réelle, les chats sont bien sûr morts ou vivants, une porte est ouverte ou fermée et n’est jamais bizarrement suspendue entre ces deux états. C’est que le phénomène de la décohérence a joué son rôle. Sous l’effet du couplage avec leur environnement, les objets macroscopiques constitués d’un très grand nombre de particules voient leurs superpositions d’états disparaître très rapidement. L’ambiguïté quantique s’évanouit pour laisser place au monde classique de notre expérience quotidienne. L’équipe de l’ENS a pu suivre en temps réel ce phénomène de perte de cohérence quantique en observant au cours du temps l’évolution d’un «chat de Schrödinger» de quelques photons.
Elle a montré que le temps de décohérence est d’autant plus court que le nombre de photons contenus dans le champ est plus grand. Ceci explique pourquoi les systèmes formés d’un nombre gigantesque de particules apparaissent toujours comme classiques, puisqu’on n’a pas en pratique le temps d’observer leur trop fugace existence quantique. Cette expérience montre de façon spectaculaire comment le comportement classique du monde macroscopique qui nous entoure émerge du monde quantique sous-jacent.
Source : Le site de Jean-Pierre Varlenge
Source : CNRS
Serge Haroche (2000)
"La théorie quantique, centrale à notre compréhension de la nature, introduit en physique microscopique les notions essentielles de superpositions d'états et d'intrication quantique, qui nous apparaissent comme "étranges" et contre-intuitives.
Les interférences quantiques et la non-localité - conséquences directes du principe de superposition et de l'intrication - ne sont en effet pas observables sur les objets macroscopiques de notre expérience quotidienne. Le couplage inévitable de ces objets avec leur environnement détruit très vite les relations de phase entre les états quantiques.
C'est le phénomène de la décohérence qui explique pourquoi autour de nous l'étrangeté quantique est généralement voilée. Pendant longtemps, superpositions, intrication et décohérence sont restés des concepts analysés à l'aide d'"expériences de pensée" virtuelles, dont celle du chat de Schrödinger à la fois mort et vivant est la plus connue. À la fin du XXe siècle, les progrès de la technologie ont rendu réalisables des versions de laboratoire simples de ces expériences.
On peut maintenant piéger et manipuler des atomes et des photons un par un et construire des systèmes de particules suspendus entre deux états quantiques distincts qui apparaissent ainsi comme des modèles réduits de chats de Schrödinger. Au delà de la curiosité scientifique et du défi que constitue l'observation de l'étrangeté quantique pour ainsi dire in vivo, ces expériences éclairent la frontière entre les mondes classique et quantique et ouvrent des perspectives fascinantes d'applications."
Source : www.canal-u.tv
A lire : résultats d'une de ses expériences
et CNRS-PDF
Conférence de Serge Haroche
Puissance et étrangeté de la physique quantique
Au format real player : ici
Source : www.academie-sciences.fr
