Comment un photon se dédouble : l'expérience d'une seule particule ✛ ✎ ✦
Un photon ressemble à un coureur qui, à un embranchement, s'élance sur les deux pistes à la fois. Il y a cent ans, Niels Bohr pensait qu'il était impossible de connaître le chemin exact tout en observant la figure d'interférence — comme voir à la fois le visage et la nuque d'une personne. La nouvelle expérience montre que le coureur ne cache pas son chemin, mais qu'il est en superposition, étalé sur tous les sentiers.
Les scientifiques ont envoyé un photon unique sur un miroir semi-réfléchissant, et il s'est dédoublé. Sur chaque chemin, ils ont légèrement « soufflé » dessus — introduisant une minuscule rotation de la propriété de la lumière, perturbant à peine l'état quantique. Ensuite, ils ont mesuré où il arrivait.
Le résultat est stupéfiant : la méthode de mesure quantique à l'arrivée a déterminé rétroactivement où le photon avait couru. Dans un cas, il était présent sur les deux chemins à parts égales — une véritable dualité onde-corpuscule. Dans l'autre, sur l'un des chemins, son poids était négatif, comme s'il « devait » une course à l'univers. Le processus de mesure lui-même décide du passé. Ces expériences d'optique quantique éclairent la décohérence quantique, le principe d'incertitude, le stockage de l'information quantique et l'énigme de l'effondrement de la fonction d'onde.
Plus la probabilité de détecter le photon à une sortie est faible, plus il est étalé sur les chemins — en théorie jusqu'à l'infini. Dans l'expérience, l'amplification a atteint près de 50 fois, comme si une légère brise s'était transformée en ouragan.