Un détecteur laser en deux endroits : comment entendre le champ quantique express
Des physiciens ont proposé une expérience : un faisceau laser joue le rôle de détecteur quantique et est divisé en deux faisceaux-oreilles. Chaque oreille est dirigée à travers un minuscule nuage d'atomes ultra-froids — dans cet état, les atomes fusionnent en une onde unique. Les nuages sont séparés, de sorte que le détecteur se trouve dans une superposition — comme s'il écoutait le champ depuis deux positions à la fois. Ensuite, les oreilles fusionnent, la lumière est dirigée vers un photodétecteur et mélangée à un faisceau de référence (comme le réglage d'un récepteur radio) — l'analyse des battements de courant révèle la réponse du détecteur d'Unruh-DeWitt, un modèle simple de récepteur.
Pour que le son du champ ne soit pas noyé dans le bruit, les physiciens utilisent de la lumière comprimée — ici, le bruit d'une caractéristique quantique est sacrifié pour faire taire une autre. C'est comme étouffer un bourdonnement pour distinguer un murmure. C'est exactement ainsi qu'on a réussi à détecter les ondes gravitationnelles — les frémissements de l'espace provoqués par les collisions de trous noirs. Dans la nouvelle expérience, le signal sera clairement audible : son excès sur le bruit sera de 10 fois. Ainsi, nous testerons pour la première fois directement comment les champs quantiques ressentent la courbure de l'espace-temps.
Mélanger le signal avec un faisceau de référence, comme dans un récepteur radio, aide à extraire les faibles battements quantiques du bruit.
L'idée d'un objet en deux endroits à la fois inspire les auteurs de science-fiction : dans le roman « Le Voleur quantique » de Hannu Rajaniemi, la conscience du héros peut se répartir en différents points.