Une science époustouflante
Le petit monde a fait des choses assez importantes cette année. Des étranges situations de chat de Schrödinger aux mystères de l'eau en passant par des particules apparemment impossibles provenant de la glace antarctique, la physique des particules a prouvé qu'il y avait de nombreuses inconnues dans l'univers à explorer. Voici les 18 histoires de mécanique quantique et de physique des particules les plus étonnantes de 2018.
Les données quantiques sont devenues plus denses que jamais
Pour construire des ordinateurs quantiques, les scientifiques devront d'abord trouver comment manipuler et stocker efficacement les informations avec des objets quantiques. En 2018, les chercheurs ont franchi une étape importante dans cet effort, en regroupant 18 qubits d'informations quantiques dans seulement six photons, un nouveau record.
Le thermomètre est allé Schrödinger
Dans notre monde, la température n'est qu'une chose. Si un congélateur est suffisamment froid pour faire de la glace, toute eau que vous y mettez devrait geler. Mais la mécanique quantique permet aux objets d'exister dans l'incertitude entre plusieurs états, en un sens d'être plus d'une chose en même temps - tout comme le chat de Schrödinger est à la fois vivant et mort dans son expérience de pensée. Et en 2018, nous avons appris que cela s'applique également à la température. D'un certain point de vue, les objets quantiques peuvent être à la fois chauds et froids.
Légère perte de temps
Le temps est censé couler dans une direction, suivant le chemin qui lui a été tracé par la causalité. Une boule de bowling roule dans une allée et tombe dans une épingle, de sorte que l'épingle tombe. La broche qui tombe ne fait pas rouler la boule de bowling dans la voie et ne la frappe pas. Mais dans le domaine quantique, les choses sont plus floues. Une équipe de scientifiques en 2018 a envoyé un photon en voyage, celui qui aurait dû le prendre sur le chemin A puis sur le chemin B, ou sur le chemin B puis sur le chemin A. Mais grâce à la façon dont les objets quantiques fonctionnent de manière lâche, ce photon n'a pas ne suivez pas un chemin avant l'autre. Il les suivit tous les deux, sans prendre la peine de choisir une commande.
La physique quantique nous a obligés à réévaluer la vie
En théorie, la physique quantique devrait fonctionner pour des objets de toute taille. Mais de nombreux chercheurs pensent que la vie pourrait être trop compliquée pour qu'une sorte d'effets quantiques significatifs émergent. Mais une expérience menée en 2016 a semblé montrer des bactéries interagissant mécaniquement quantique avec la lumière d'une manière très limitée et subtile. En 2018, un autre groupe de chercheurs est revenu sur cette expérience et a découvert que quelque chose de bien plus profond et d'étranger pouvait se passer, nous forçant à réévaluer la vie et le monde quantique.
Un minuscule haltère tourné vraiment, très vite
Parfois, lorsque vous avez un nouveau jouet, vous devez le sortir pour un tour. C'est ce que les scientifiques ont fait avec des sphères conjointes de silice cette année, des «nanodumbbells» de seulement 0,000012 pouces (320 nanomètres) de long et environ 0,000007 pouces de large (170 nm). À l'aide de lasers, ils ont fait exploser ces haltères jusqu'à des vitesses de rotation de 60 milliards de tourbillons par minute.
L'eau a révélé ses Jekyll et Hyde
Il n'y a pas vraiment un seul type de molécule d'eau, a révélé une expérience de physique quantique cette année. Au lieu de cela, il y en a deux. Les deux sont constitués de deux atomes d'hydrogène qui dépassent d'un gros atome d'oxygène, H2O. Mais dans une sorte d'eau, appelée "ortho-eau", ces atomes d'hydrogène ont des "spins" quantiques pointant dans la même direction. Dans un autre type d'eau, appelé «para-eau», ces spins pointent dans des directions opposées.
Einstein a encore une fois raison
Une équipe de scientifiques suisses a effectué un test massif de l'un des paradoxes les plus étranges de la mécanique quantique, un énorme exemple du type de comportement qu'Albert Einstein a appelé sceptiquement "une action effrayante à distance". En utilisant un bloc super-refroidi de près de 600 atomes, ils ont montré que l'intrication fonctionne toujours même à de très grandes échelles (mécaniquement quantiques).
20 qubits se sont empêtrés
Les Qubits sont l'unité fondamentale d'information dans les ordinateurs quantiques, et pour que les ordinateurs quantiques fonctionnent, il faudra les emmêler les uns avec les autres. En 2018, une expérience a réussi à emmêler 20 qubits ensemble et à les faire parler entre eux, puis à relire les informations qu'ils contenaient. Le résultat fut une sorte de prototype de mémoire à court terme pour un système informatique quantique.
Le radar quantique se rapproche de la réalité
Le radar militaire fonctionne en faisant rebondir les ondes radio sur les objets volant dans le ciel. Mais dans les régions proches du pôle nord magnétique de la Terre, ces signaux peuvent être brouillés. Et il existe des avions furtifs conçus pour éviter de renvoyer les ondes radar à leur source. En 2018, le Canada a fait des progrès sur un radar quantique qui ferait rebondir les photons lumineux des avions entrants, après avoir emmêlé ces photons avec d'autres photons très loin, à la base du radar. Le système radar quantique étudierait les photons à la base pour voir si leurs partenaires enchevêtrés étaient altérés par les technologies quantiques.
Le hasard quantique est devenu un peu plus démocratique
L'aléatoire est extrêmement important pour la cybersécurité. Mais le vrai hasard, qui est physiquement impossible à prévoir, est étonnamment difficile à trouver. L'une des rares sources de hasard dans le monde est le domaine quantique, qui est inaccessible à la plupart d'entre nous. Mais cela a changé en 2018, lorsque les scientifiques ont créé une "balise" de hasard en ligne - une source publique de chaînes de nombres aléatoires accessibles à tous. Depuis, ils ont rendu cette source plus complexe et utile, et il y aura bientôt plus de sources de hasard public.
