Effet Mpemba quantique : le chaud refroidit plus vite, mais seulement à des températures extrêmement basses ✎ express
L'effet Mpemba est une énigme où l'eau chaude gèle parfois plus vite que l'eau tiède. On l'explique généralement par la façon dont l'eau perd de la chaleur et de l'entropie (une mesure du désordre). Mais dans un verre d'eau, le chaos empêche de modéliser précisément le phénomène.
Des physiciens ont construit un modèle quantique : une particule dans un puits à deux creux, séparés par une barrière. Comme une bille sur une colline avec deux vallées : pour passer de l'une à l'autre, il faut de l'énergie. En physique classique, la bille chaude saute plus souvent. Dans le monde quantique, à des températures extrêmement basses, la particule se dilue en une onde et s'infiltre à travers la barrière — sans avoir besoin de chaleur.
La surprise : l'effet Mpemba quantique ne se manifeste pas à température ambiante, mais seulement près du zéro absolu, là où on utilise l'hélium liquide. Le chaud refroidit plus vite, mais seulement lorsque le mouvement thermique s'immobilise. De plus, des paradoxes inverses apparaissent : le froid dépasse le chaud, et parfois on observe un double renversement — des phénomènes impossibles dans la vie quotidienne.
L'effet doit son nom à un lycéen tanzanien, Erasto Mpemba, qui en 1963 a remarqué que le mélange chaud pour crème glacée gèle plus vite dans le congélateur que le mélange froid, et en a convaincu les physiciens.