Une foule se met soudain à bouger comme une seule personne. En physique, cela arrive avec les spins atomiques — de minuscules aiguilles magnétiques. Lorsque de nombreux spins se rassemblent et communiquent via un milieu commun, ils forment un grand aimant, ou macro-spin. Ce macro-spin ne pointe pas simplement dans une direction : il peut se figer dans plusieurs positions, comme un glaçon qui refuse de fondre même quand il fait chaud autour.
Dans ces nouveaux travaux, les scientifiques ont construit un pont entre le monde quantique et notre réalité familière. Ils ont appliqué une méthode qui ne suit pas les spins eux-mêmes, mais les probabilités de leurs états — comme si, au lieu de suivre chaque personne dans la foule, on suivait la vague globale du mouvement. Cette approche, fondée sur la dynamique quantique quasi-probabiliste, a permis de décrire précisément comment le macro-spin passe d'un état stable à un autre, par exemple de la position « haut » à « bas ». Auparavant, on utilisait la méthode simplifiée de Wigner, mais elle laissait de côté les fluctuations non standard, non gaussiennes — un peu comme si on décrivait la météo en ignorant les ouragans et en supposant que le vent souffle toujours régulièrement.
La nouvelle approche ne prédit pas seulement plus précisément dans quel état le système se retrouvera finalement, mais montre aussi à quelle vitesse cela se produira. Il s'avère que la vitesse de bascule dépend de la taille du système (le nombre de spins) selon une loi stricte que l'on ne pouvait pas saisir auparavant. C'est comme le temps de gel d'une flaque qui dépend de sa profondeur : une flaque profonde gèle plus lentement, et ce processus peut être calculé avec précision si l'on connaît la physique de la glace. Désormais, un calcul aussi précis est possible pour les aimants quantiques.
Ce fameux glaçon qui ne fond pas se laisse enfin calculer. Et la foule qui se meut comme un seul homme trouve un rythme clair.
Le comportement collectif des spins rappelle le clignotement synchrone des lucioles dans une forêt : chaque insecte agit pour lui-même, mais ensemble ils créent un rythme unique. De même, les atomes d'un macro-spin « s'accordent » via un champ commun, formant un motif stable.
Dans le roman « Blindsight » de Peter Watts, des créatures extraterrestres utilisent des effets quantiques pour traiter l'information, et leur conscience collective évoque un macro-spin qui bascule entre des états sous l'effet de signaux externes.