La mécanique quantique permet à une particule d'être à deux endroits à la fois — c'est ce qu'on appelle une superposition. Mais les corps massifs, comme un grain de poussière ou une bille, ne se comportent pas ainsi : leur position est toujours définie. Pourquoi ? Une idée est que c'est une illusion : la particule est constamment « secouée » par des chocs aléatoires du milieu, et l'image floue est moyennée. Une autre, plus radicale : la nature elle-même « clique » de temps en temps et choisit l'une des positions, comme un arbitre invisible.
Les auteurs de l'étude ont comparé deux mécanismes de ce type. Le premier — la localisation spontanée continue (CSL) — suppose que les particules reçoivent des impulsions aléatoires qui détruisent la superposition. Le second — l'effet Diósi–Penrose (DP) — relie la perte de la nature quantique à l'énergie gravitationnelle propre de l'objet. Il s'avère que dans le modèle d'une particule ponctuelle, les deux processus donnent le même amortissement des ondulations quantiques, mais la nature de l'amortissement est différente. Dans le modèle CSL, les impulsions peuvent être décrites comme des « secousses » aléatoires de l'impulsion, et si nous connaissions l'historique de tous les chocs, l'état resterait pur. Cela signifie que le taux d'amortissement en lui-même n'est pas encore une preuve d'effondrement.
Ensuite, les scientifiques sont passés des particules ponctuelles à des sphères solides avec une distribution de masse arbitraire le long du rayon. Ici, les masses, les densités et le temps d'observation s'éliminent, et il ne reste qu'un facteur géométrique sans dimension. Cela ouvre la voie à une expérience décisive : il faut réunir trois conditions — un effet absolu notable, une comparaison contrôlée des échelles CSL et DP, et des observables qui voient la différence dans la physique, même si la décohérence semble identique de l'extérieur.
tel que rédigé par les auteurs, en anglais arXiv:2608.05972v1
We study idealized levitated protocols that create spatial superpositions of massive test particles. For each protocol, we compare the dimensionless contrast-loss exponent of mass-proportional continuous spontaneous localization (CSL) with the Di\'osi--Penrose (DP) self-energy exponent $$E_G\tau/\hbar$$. We first prove that the point-particle CSL separation kernel has an exact random-unitary realization: Gaussian momentum kicks arriving at Poisson-distributed times produce the same unconditional decay of spatial coherence, although a pure state conditioned on the complete kick record remains pure. The separation kernel alone therefore specifies an operational decoherence law, not the occurrence of objective collapse. We then show that the ratio of the CSL and DP exponents is independent of particle mass and interrogation time. In the point-particle model it depends only on branch separation and an effective distance; for the standard GRW reference parameters, its resolved-superposition crossover is $$x_*\approx1.91\,\mathrm{nm}$$. For rigid spherical bodies with an arbitrary normalized radial mass profile, total mass, overall density scale, and interrogation time again cancel, leaving a dimensionless geometry factor. The results distinguish three requirements for a decisive experiment: detectable absolute effects, a controlled comparison of CSL and DP scales, and observables capable of discriminating physically different dynamics that share the same ensemble decoherence kernel.
Le seuil de 1.91 nm est étonnamment proche de la taille d'une molécule de protéine. Il se pourrait donc que la « nature quantique » disparaisse à des échelles où la vie commence.