Des chercheurs déclarent avoir placé des molécules de bactéries photosynthétiques dans un état d’intrication quantique en utilisant un faisceau de lumière. Une recherche dont les résultats semblent être controversés au sein de la communauté scientifique.

La physique quantique est certainement la discipline engendrant le plus grand nombre de polémiques dans le monde de la science. La superposition d’états est une de ses théories qui veut qu’une particule puisse se trouver dans deux endroits en même temps (densité de probabilité de se situer à un endroit x), ce qui signifie en d’autres termes que deux particules intriquées sont liées entre elles par le biais d’un partage d’information quantique direct.

Si l’une change d’état, l’autre va également le faire, et ce de manière instantanée : on parle dès lors d’enchevêtrement quantique, car les deux particules interagissent comme si elles étaient physiquement liées, et non par un envoi d’informations sous forme d’ondes par exemple.

Ce concept est aujourd’hui accepté par de nombreux physiciens car il a été prouvé par de nombreuses expériences sur des particules quantiques. Cependant, l’existence de cet état pour des « matières » plus grosses et complexes, comme des organismes vivants, n’a pas encore été démontrée. La réponse à cette question pourrait permettre de définir la limite du quantique. Jusqu’à quelle échelle ces phénomènes peuvent être observés et appliqués ?

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Des physiciens de l’université d’Oxford ont publié cette semaine une étude dans le cadre de laquelle ils ont tenté de faire passer des microorganismes photosynthétiques dans un état de superposition, en leur envoyant des photons.

Pour leur expérience, les chercheurs ont placé, dans un petit compartiment, deux miroirs séparés de seulement une centaine de nanomètres, et entre ces derniers se trouvaient des bactéries photosynthétiques ainsi qu’un dispositif qui émettait un faisceau de lumière blanche rebondissant entre les miroirs. Les physiciens voulaient observer si les molécules photosynthétiques dans les bactéries pouvaient interagir avec le compartiment en absorbant, émettant, et réabsorbant les photons de la lumière blanche.

Mais en mesurant les niveaux d’énergie, les résultats obtenus leur ont suggéré que les molécules photosynthétiques des bactéries s’étaient enchevêtrées avec la lumière dans le compartiment, car certains photons touchaient ces molécules, mais en même temps les manquaient, ce qui représente l’un des principes de l’enchevêtrement quantique.

« Nos modèles montrent que ce phénomène enregistré est une signature d’enchevêtrement entre la lumière et certains degrés de liberté à l’intérieur de la bactérie », déclare Chiara Marletto, physicienne quantique du groupe de recherche.

Cependant, certains scientifiques restent sceptiques quant aux résultats de cette étude. Selon eux, pour observer un enchevêtrement quantique, le niveau d’énergie des bactéries et de la lumière devraient être mesurés individuellement, ce qui n’a pas été le cas dans le cadre de cette expérience.

De plus, les physiciens se sont restreints à la quantité et la qualité de précédentes recherches sur le domaine.

Néanmoins, en attendant que l’expérience soit recréée, ces résultats pourraient être l’une des premières preuves montrant que la physique quantique peut révéler ses effets à une échelle plus grande que le niveau subatomique. Même si les bactéries sont petites, elles restent gigantesques comparé aux particules élémentaires.

Source : The Journal of Physics Communications

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