Il y a un siècle, la science est devenue quantique. Pour célébrer, les physiciens organisent une fête mondiale d'un an.
En 1925, la mécanique quantique, la théorie scientifique qui décrit les règles non intuitives de la physique à de très petites échelles, a commencé à cristalliser dans l'esprit des physiciens. À partir de cette année, une série d'articles monumentaux a présenté le cadre de la théorie. Quantum Physics a depuis imprégné un large éventail de disciplines scientifiques – expliquant le tableau périodique, la vie et la mort d'étoiles et plus – et ont permis aux technologies du laser au smartphone.
En l'honneur de ce siècle de progrès, les physiciens célèbrent 2025 comme l'année internationale de la science et de la technologie quantiques, comme désigné par les Nations Unies. Les festivités débutent le 4 février avec une cérémonie d'ouverture à Paris et se poursuivent tout au long de l'année avec des conférences scientifiques, des conférences publiques et plus encore, dont Quantumfest, un événement en mars à l'American Physical Society Global Physics Summit à Anaheim, en Californie, mettant en vedette des mains sur les activités et les démonstrations.
À partir de 1900 vers 1900, une variété d'expériences et de progrès théoriques ont commencé à dévoiler des bits et des morceaux du royaume quantique déroutant. Ensuite, un article de 1925 du physicien allemand Werner Heisenberg, a suivi peu de temps après par des papiers d'autres, dont le physicien autrichien Erwin Schrödinger, a transformé le méli-mélo des indices en une image cohésive.
«Nous utilisons toujours les équations qui ont été publiées en 1925 et '26», explique la physicienne théorique Ana María Cetto de l'Institut national de physique de l'Université autonome du Mexique à Mexic. «Et ils ont conduit à une énorme quantité de résultats théoriques et de résultats expérimentaux et d'applications technologiques.» La révolution quantique qui a suivi est devenue la base d'une grande partie de la physique moderne.
Au cours de ces années très importantes, explique le physicien quantique Smitha Vishveshwara de l'Université de l'Illinois Urbana-Champaign, «les fondements d'une façon complètement différente de regarder la nature se sont solidifiés.»
Selon cette nouvelle vision de la nature, la matière absorbe l'énergie dans de minuscules paquets discrets ou quanta. Et étrangement, des objets apparemment déconnectés peuvent être enchevêtrés, leurs propriétés corrélées par un lien intangible. Le principe de l'incertitude de Heisenberg, formulé en 1927, stipule qu'il est impossible de déterminer avec précision la vitesse et l'élan d'un objet. Les limbes quantiques étranges connus sous le nom de superposition ont été illustrés en 1935 avec le chat de Schrödinger, une parabole scientifique dans laquelle un félin hypothétique est à la fois mort et vivant. Au cours du siècle dernier, de telles bizarreries ont imprégné non seulement la science mais aussi l'imagination populaire.
Nouvelles scientifiques a parlé avec Cetto et Vishveshwara, qui sont impliqués dans la célébration de cette année. Leurs réponses ont été modifiées pour la durée et la clarté.
Sn: Quelle est l'importance de la physique quantique aujourd'hui?
Céto: Au cours de ces 100 années, la physique quantique est devenue l'un des principaux domaines – sinon le domaine principal – de la physique contemporaine. Il est difficile de trouver un domaine en physique ou un problème en physique où la mécanique quantique ne joue pas de rôle, surtout maintenant que nous travaillons avec des systèmes de plus en plus petits ou plus courts et plus courts dans le temps. Parce que c'est là que les phénomènes quantiques apparaissent vraiment.
Sn: Quelles sont les applications technologiques?
Vishveshwara: Technologie des semi-conducteurs, IRM, calcul quantique, lasers – tout cela vient de la compréhension de la physique quantique. Vous devez absolument avoir une compréhension des atomes et des éléments et des composés à un niveau quantique pour même créer l'élément de circuit de base qui va dans votre smartphone.
Sn: Quels sont les objectifs de l'année internationale de la science et de la technologie quantiques?
Vishveshwara: L'une consiste à vraiment aider à sensibiliser le public aux merveilles de la science quantique et à la façon dont elle affecte notre vie quotidienne. Il y a plus de 60 pays derrière, c'est donc vraiment une célébration mondiale. En plus de sensibiliser le public et de rassembler différentes communautés, je pense que cela rassemble les gens du monde entier et dans différents horizons d'une manière que je n'ai pas vue de ma vie.
Sn: Quantum Physics a la réputation d'être mystérieux – n'est-ce pas?
Vishveshwara: C'est absolument mystérieux. Je pense que cela fait partie de son charme, car nous aimons tous les mystères. Déjà dans la culture populaire, il y a un appel. Maintenant, «quantum» est ce mot ultracool, où vous avez [Marvel character] Ant-Man entrant dans le domaine quantique.
Sn: Quelles sont les questions ouvertes qui restent en physique quantique?
Céto: Nous manquons encore de certains éléments de base qui peuvent nous offrir l'image complète. Quelle est la cause physique de l'enchevêtrement? Quelle est la cause physique de l'indétermination qui s'exprime dans le heisenberg [uncertainty principle]? Ce n'est pas qu'il ne peut pas être compris, car ce n'est pas magique, c'est de la physique. Nous devons simplement y travailler.
