L'effet Mpemba, c'est cette énigme où l'eau chaude gèle parfois plus vite que l'eau tiède. En général, on l'explique 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 rend difficile toute modélisation précise.
Des physiciens ont construit un modèle quantique : une particule dans un puits à deux creux, séparés par une barrière. Imaginez 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 onde et s'infiltre à travers la barrière — sans chauffage.
La surprise : l'effet Mpemba quantique ne se manifeste pas à température ambiante, mais seulement près du zéro absolu, là où on utilise de l'hélium liquide. Le chaud refroidit plus vite, mais seulement quand le mouvement thermique s'immobilise. De plus, des paradoxes inverses apparaissent : le froid rattrape le chaud, et parfois on observe un double renversement — des phénomènes impossibles dans la vie quotidienne.
L'effet doit son nom à un écolier tanzanien, Erasto Mpemba, qui en 1963 a remarqué que son mélange chaud pour crème glacée gelait plus vite dans le congélateur que le mélange froid, et a convaincu les physiciens de ce phénomène.