Un feu de camp flambe et s'éteint rapidement, tandis que les braises couvent et gardent la chaleur pendant des heures. Ce contraste est familier à tous. Dans le monde quantique, c'est exactement pareil : un système « enflammé » refroidit plus vite qu'un système à peine tiède. Les physiciens appellent cela l'effet Mpemba quantique, en hommage à l'écolier qui avait remarqué que l'eau chaude gèle plus vite que l'eau froide.
Les scientifiques ont modélisé le comportement des spins nucléaires – ces aiguilles magnétiques à l'intérieur des atomes – et ont reproduit le paradoxe en laboratoire. Les spins fortement déviés de leur état de repos se sont calmés plus rapidement, presque sans intervention extérieure. L'environnement semblait « savoir » quoi en faire, sans réglages supplémentaires.
Cette découverte bouleverse la logique habituelle : en général, plus la secousse est forte, plus l'extinction est longue. Mais dans le microcosme, l'excès d'énergie accélère l'ordre, comme si l'entropie s'auto-éliminait. La nature pourrait utiliser cette astuce pour corriger instantanément les erreurs dans les ordinateurs quantiques – ces super-machines du futur où chaque nanoseconde compte.
L'effet Mpemba doit son nom à un écolier tanzanien, Erasto Mpemba, qui en 1963 a remarqué que le lait chaud gèle plus vite que le lait froid dans le congélateur. Aujourd'hui, on cherche cet effet non seulement dans les liquides, mais aussi dans le comportement des particules élémentaires.