Accélération infinie : la balle quantique contre la classique ✛ ✎

Original: "On the original Ulam's problem and its quantization"
· Changguang Dong, Jing Zhou
arXiv:2506.01684v2 · 2025-06-02 · arXiv non-exclusive · analyse indépendante · 1 min
Les versions classique et quantique d'un même modèle « rebondissant » se comportent de manière opposée.

Enrico Fermi a décrit une particule comme une balançoire entre deux parois qui se rapprochent puis s'écartent. Il expliquait ainsi comment, lors des explosions de supernovae, les particules sont accélérées jusqu'à près de la vitesse de la lumière.

Il s'avère que dans notre monde familier, un tel accélérateur « à balançoire » s'éteint rapidement : la particule perd de son élan et revient. Mais dans le micro-monde, où règnent les lois quantiques, c'est tout autre chose : plus les chocs se succèdent, plus l'accélération est forte — l'énergie croît quadratiquement avec le temps.

Dans le cas quantique, la balançoire semble dotée d'un mouvement perpétuel : l'énergie augmente sans limite.

Les scientifiques ont aussi imaginé comment attraper des scénarios extrêmement rares de la physique classique, où la particule finit par s'échapper vers l'infini. Il s'est avéré que, dans la version quantique, le rôle crucial est joué par l'ensemble des énergies admissibles — en quelque sorte, le « programme » interne des chocs. Ces découvertes pourraient aider à comprendre les accélérateurs réels, par exemple autour des étoiles à neutrons.

Si vous frappez rythmiquement une balle avec une raquette, elle rebondit de plus en plus haut — une manifestation domestique de l'accélération de Fermi.

E \propto t^2
Dans le cas quantique, l'énergie E ~ t², c'est-à-dire qu'elle croît comme le carré du temps.
Scientifiques
Bryce DeWittCarlo RovelliJohn Archibald WheelerFred HoyleDavid DeutschAdam Riess
Notions
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