On a découvert une toute nouvelle façon de mesurer le temps !
Suivre l’écoulement du temps est beaucoup plus complexe qu’il n’y paraît. Les horloges à tic-tac et les pendules oscillants nous donnent une mesure du temps à la seconde près. Ils nous aident à distinguer le présent, du passé ou du futur. Or, à l’échelle quantique, c’est-à-dire des électrons, ce futur ne peut pas toujours être anticipé.
Pire encore, le « maintenant » s’estompe souvent dans un brouillard d’imprécisions. De ce fait, le chronomètre que nous utilisons habituellement ne peut pas aider à compter le temps dans certains scénarios.
Des chercheurs de l’université d’Uppsala en Suède ont présenté dans un article publié dans la revue Physical Review Research une nouvelle méthode pour mesurer le temps à l’échelle quantique.
Impossible de mesurer le temps quantique avec les moyens actuels
Quand on parle de l’infiniment petit, mesurer le temps peut vite devenir un casse-tête. À ce niveau, montres et horloges ne sont plus d’un grand secours. Quantifier le temps avec des pendules classiques génèrerait trop d’imprécisions et d’erreurs. La nature ondulatoire des particules élémentaires rend cette mesure impossible. Des chercheurs suédois ont étudié le phénomène en 2022.
Selon eux, la solution à ce problème pourrait se trouver dans la forme même du brouillard quantique. Ils ont mené des expériences pour étudier la nature ondulatoire des atomes de Rylberg. Ces atomes qui contiennent des électrons dans des états d’énergie extrêmement élevés ont un comportement quantique. Ils ont alors découvert une nouvelle façon de mesurer le temps. La technique ne nécessite pas de point de départ précis.
La signature électronique d’un élément serait la clé
Au cours de leurs expériences, les chercheurs de l’université d’Uppsala ont utilisé des rayons lasers pour obtenir des atomes de Rydberg à partir d’atomes d’hélium. Ils ont ensuite ajouté un second laser pour surveiller les changements de position de l’électron au cours du temps. Grâce à cette astuce, les ingénieurs ont pu mettre au point une nouvelle façon de mesurer le temps à l’échelle quantique.
En comparant les résultats obtenus avec les atomes d’hélium excités par laser avec leurs prédictions théoriques, ils ont pu obtenir une signature propre au temps nécessaire à ce déplacement. De futures expériences d’horlogerie quantique consisteraient à remplacer l’hélium par d’autres types d’atomes ou à utiliser des impulsions laser d’énergies différentes pour élargir le guide d’horodatage.
SOURCE : SCIENCEALERT
