Des physiciens suédois trouvent un nouveau moyen de mesurer le temps

Comme ils le décrivent dans une étude publiée dans la revue Physical Review Research, une équipe de physiciens des particules de l'université d'Uppsala, en Suède, a inventé ce qu'ils ont appelé une " montre quantique ".

Selon les chercheurs, cette montre est intrinsèquement précise. En fait, ils affirment dans l'étude que leur montre quantique peut mesurer le temps avec beaucoup plus de précision que le temps n'a jamais été mesuré auparavant.

Le temps quand il devient minuscule

Les particules quantiques sont les plus petites entités possibles. Les atomes sont constitués de particules quantiques. Le problème de la mesure du temps à l'échelle la plus fine est qu'il faut examiner ces particules quantiques et que les événements deviennent flous à cette échelle.

C'est pourquoi, au lieu d'essayer d'identifier des quanta difficiles à cerner, les physiciens suédois ont utilisé des lasers pour augmenter l'énergie dans les atomes. Les atomes se sont alors dilatés. Les physiciens ont ensuite observé comment les champs autour des atomes voisins se chevauchaient.

Au cas où vous ne vous souviendriez pas des cours de physique 101, un atome est constitué d'un noyau et d'un ou plusieurs électrons. Le noyau est chargé positivement. Les électrons sont chargés négativement. Le noyau au centre de l'atome est constitué de protons électriquement positifs et de neutrons électriquement neutres, eux-mêmes constitués de quarks. Les électrons gravitent autour du noyau. Les électrons, les protons et les neutrons sont tous des particules quantiques.

Lorsqu'un atome reçoit suffisamment d'énergie, le halo d'électrons qui gravite autour du noyau de l'atome se dilate, ce qui donne naissance à ce que l'on appelle un atome de Rydberg.

Un atome de Rydberg est un atome auquel on a injecté de l'énergie, ce qui fait que le nuage d'électrons qui l'entoure se dilate.

Il est impossible d'observer les électrons tourner autour d'un noyau, car ce sont des particules quantiques qui existent dans une vague "onde" quantique. Mais l'état de Rydberg donne à cette onde une forme distincte que l'on peut observer.

Modèles de pics et de creux

Comme les vagues dans l'eau, lorsque les particules quantiques se croisent, elles forment des motifs de pics et de creux.

Les scientifiques suédois ont eu l'idée que la forme des ondes interférant entre elles pouvait être analysée pour révéler le moment où chaque onde a évolué par rapport aux autres.

Deux grenouilles font des vagues dans un étang

Imaginez un étang calme. Une grenouille s'y jette. Les cercles concentriques d'ondulations se propagent lentement sur la surface lisse. Une fois que ces cercles se sont étendus sur la majeure partie de l'étang, une autre grenouille saute de l'autre côté. Les ondulations de la deuxième grenouille seront d'abord des cercles plus petits, se déplaçant contre les grands cercles de la première grenouille.

Une personne se trouvant sur la berge pourrait observer le mouvement et savoir, rien qu'en regardant, que les petits cercles sont apparus plus tard que les grands cercles.

Un physicien qui les observerait pourrait mesurer le chevauchement des ondulations et calculer exactement le temps qui s'est écoulé entre le moment où la première grenouille a sauté dans l'eau stagnante et celui où la deuxième grenouille a sauté dans l'eau stagnante.

C'est une bonne analogie de ce qu'ont fait ces chercheurs, sauf qu'au lieu d'observer des grenouilles, ils ont observé les vagues d'électrons qui se chevauchent.

Atomes d'hélium simples et stables

L'équipe suédoise a utilisé des atomes d'hélium, qui sont simples et stables. L'hélium n'est constitué que de deux protons, deux neutrons et deux électrons.

Ils ont excité ces atomes à l'aide d'un laser pour que les ondes interfèrent les unes avec les autres, puis ont observé le motif des ondes afin de déterminer l'"ancienneté" de chacune d'entre elles, tout comme on pourrait théoriquement mesurer les ondulations d'un étang pour analyser leur date de formation.

Une précision de 8 quadrillionièmes de seconde

Selon les scientifiques, leur expérience a permis d'obtenir un horodatage d'une précision de 8 quadrillionièmes de seconde. Un quadrillionième correspond à mille millions de millionièmes.

Une horloge atomique est un moyen standard de mesurer le temps. Elle est utilisée par les physiciens depuis plusieurs décennies. Une horloge atomique fonctionne d'une manière totalement différente. Les chercheurs ont donc voulu distinguer leur méthode de mesure du temps des horloges atomiques et l'ont appelée "montre".

À l'instar des montres mécaniques, dont le mécanisme à ressort bat un certain nombre de fois par seconde, l'interférence des ondes a créé des "battements quantiques" réguliers qui ont pu être mesurés dans le cadre de cette expérience.

Mais ne vous laissez pas déconcerter par ces choix linguistiques. Cette expérience ne portait pas sur une véritable montre-bracelet, et les physiciens suédois n'ont pas indiqué quand chacun d'entre nous pourrait porter une montre quantique à son poignet.

Du matériel au métaphysique

D'autres physiciens pourraient trouver des applications pratiques à cette montre quantique. Le reste d'entre nous, cependant, n'a pas vraiment besoin de mesurer le temps avec autant de précision.

Mais pour le profane, cette étude est intéressante parce qu'elle nous invite à réfléchir au temps. Pour la plupart d'entre nous, le temps est une progression d'événements, quelque chose qui va de l'avant. Mais Albert Einstein soutenait que le temps était relatif, c'est-à-dire que la vitesse à laquelle le temps s'est écoulé ou s'écoulera dépend du cadre de référence de chacun.

La façon dont nous comprenons le temps comporte également une composante culturelle. Dans le bouddhisme, par exemple, la vie est impermanente et notre expérience humaine du temps est considérée comme une illusion.

Le temps, au lieu d'être quelque chose à mesurer, est une façon pour les humains de se limiter inutilement.

Certains penseurs spirituels américains affirment que nous pouvons remonter dans le temps et changer des événements qui se sont produits dans le passé en les revoyant ou en les réimaginant d'une manière différente.

La regrettée Louise Hay, penseuse métaphysique et auteur du livre "You Can Heal Your Life" (Vous pouvez guérir votre vie), publié en 1984, estimait que si nous ne pouvons pas changer le passé, nous pouvons nous défaire de tout événement passé en changeant la façon dont nous le percevons dans le présent.

D'autres pensent qu'il est possible de guérir matériellement d'événements passés et peut-être même de les changer en allant au plus profond de son psychisme et en s'imaginant tel qu'il était à l'époque et en imaginant que ce qui lui est arrivé s'est passé différemment.

Pouvons-nous changer le passé, le présent ou l'avenir ? Peut-être que nous le pouvons déjà. Ou peut-être pourrons-nous le faire un jour. Mais en attendant, nous pouvons réfléchir et célébrer la réussite actuelle d'une équipe de physiciens suédois qui travaillent dur pour mesurer le temps au niveau quantique.

Source : Epoch Times