Positronium et cache-cache quantique : comment « pousser » un photon pour percer le mystère express
L'électron et son antipode — le positron, prédit par Paul Dirac —, lorsqu'ils se rencontrent, forment un instant le positronium : une minuscule paire qui tourne l'un autour de l'autre, comme dans un atome, mais sans noyau. Presque immédiatement, il se désintègre en émettant deux photons qui se retrouvent mystérieusement liés. Ce lien, l'intrication quantique, évoque une paire de pièces magiques : où qu'elles s'envolent, si l'une montre « pile », l'autre montre toujours « face ». John Bell a démontré que ce comportement n'est pas un tour de passe-passe, mais une propriété fondamentale du monde microscopique.
Pour le vérifier, les physiciens ont imaginé ceci : ils « poussent » un photon contre un électron (ce phénomène est la diffusion Compton). En observant comment le photon rebondit, on peut savoir de quel côté « est tombée » notre pièce. Et dès que nous le savons, le second photon devient instantanément déterminé, même s'il est déjà parti à l'autre bout de la Galaxie. Cette expérience ouvrira la voie à des canaux de communication parfaitement sécurisés et à des ordinateurs quantiques.
Le positronium est le plus léger des systèmes « atomiques » exotiques : il est 920 fois plus léger que l'hydrogène et se désintègre en 0,1 nanoseconde.