Une pièce dans la main retombe toujours soit sur pile, soit sur face — c'est ainsi que fonctionne le monde familier. Mais un nuage de 370 atomes ultra-froids peut se comporter autrement : il peut se figer dans un état semblable à une pièce qui serait à la fois pile et face. Une nouvelle étude montre comment tester cela expérimentalement.
L'idée repose sur la comparaison de deux scénarios. Dans l'un — quantique — le système peut « tunneler » entre deux états, comme une balle qui traverserait une colline au lieu de la franchir par-dessus. Dans l'autre — classique, comme pour une pièce — il n'y a pas de transition entre les états ; le système se fige simplement. Les auteurs ont calculé que lors d'une modification lente du champ externe, le système quantique ferait de moins en moins d'erreurs, tandis que le système classique resterait avec une erreur constante. La différence entre les deux est énorme et mesurable.
Pour vérifier cela, il faut une installation avec un condensat de Bose — un gaz refroidi presque au zéro absolu. Les calculs montrent qu'avec les paramètres atteignables aujourd'hui, l'effet persisterait même en tenant compte des bruits : la marge de sécurité est 8.8 fois supérieure au minimum requis. Le secret principal réside dans la symétrie du système, qui atténue la principale source de perturbations.
Une telle expérience servirait de pont entre le monde où une pièce retombe toujours sur une face et celui où elle pourrait rester suspendue en l'air, sans choisir.
Un nuage de 370 atomes à une température de quelques milliardièmes de degré au-dessus du zéro absolu, c'est comme si toutes les voitures d'une ville se figeaient simultanément à un feu rouge, mais que chacune savait qu'elle roule et qu'elle est à l'arrêt en même temps.