Des physiciens découvrent des preuves de l'existence de deux flèches du temps dans le domaine quantique. Des chercheurs de l'université du Surrey ont révélé que des flèches temporelles opposées peuvent théoriquement émerger de certains systèmes quantiques.Et si le temps n'était pas aussi figé que nous le pensions ? Imaginez qu'au lieu de s'écouler dans une seule direction - du passé vers le futur - le temps puisse s'écouler vers l'avant ou vers l'arrière en raison de processus se déroulant au niveau quantique. Depuis des siècles, les scientifiques s'interrogent sur la flèche du temps, c'est-à-dire sur l'idée que le temps s'écoule irréversiblement du passé vers l'avenir.
Fin 2024, une équipe de chercheurs a publié une étude dans laquelle ils affirment avoir démontré que le "temps négatif" n'est pas seulement une idée théorique, mais qu'il existe de manière tangible et physique, et qu'il mérite d'être examiné de plus près. Bien que l'étude ne porte pas directement sur l'informatique quantique, les résultats pourraient avoir des répercussions sur l'amélioration des mémoires quantiques et des systèmes de communication en renforçant le contrôle des interactions photon-atome.
Récemment, des chercheurs de l'université du Surrey ont confirmé que des flèches temporelles opposées peuvent théoriquement émerger de certains systèmes quantiques. Cela semble invraissemblable au vue de notre réalité vécue, cependant, les lois sous-jacentes de la physique ne favorisent pas intrinsèquement une seule direction. Que le temps avance ou recule, les équations restent les mêmes.
Andrea Rocco, professeur en physique et biologie mathématique, et un des auteurs, a expliqué le phénomène :
Une façon d'expliquer cela est d'observer un processus tel que le lait renversé qui se répand sur une table : il est clair que le temps avance. Mais si vous jouez ce processus à l'envers, comme dans un film, vous saurez immédiatement que quelque chose ne va pas - il serait difficile de croire que le lait peut simplement se rassembler à nouveau dans un verre.
Cependant, certains processus, comme le mouvement d'un pendule, semblent tout aussi crédibles à l'envers. L'énigme réside dans le fait qu'au niveau le plus fondamental, les lois de la physique ressemblent au pendule ; elles ne tiennent pas compte des processus irréversibles. Nos résultats suggèrent que si notre expérience commune nous dit que le temps ne se déplace que dans un sens, nous ne sommes pas conscients que la direction opposée aurait été tout aussi possible.
Cependant, certains processus, comme le mouvement d'un pendule, semblent tout aussi crédibles à l'envers. L'énigme réside dans le fait qu'au niveau le plus fondamental, les lois de la physique ressemblent au pendule ; elles ne tiennent pas compte des processus irréversibles. Nos résultats suggèrent que si notre expérience commune nous dit que le temps ne se déplace que dans un sens, nous ne sommes pas conscients que la direction opposée aurait été tout aussi possible.
L'étude a exploré la manière dont un système quantique - le monde subatomique - interagit avec son environnement, connu sous le nom de "système quantique ouvert". Les chercheurs ont cherché à savoir pourquoi nous percevons le temps comme se déplaçant dans une seule direction, et si cette perception émergeait de la mécanique quantique ouverte.
Pour simplifier le problème, l'équipe a posé deux hypothèses clés. Premièrement, ils ont traité le vaste environnement qui entoure le système de manière à pouvoir se concentrer uniquement sur le système quantique lui-même. Deuxièmement, elle a supposé que l'environnement - comme l'univers tout entier - est si vaste que l'énergie et l'information s'y dissipent et n'y reviennent jamais. Cette approche leur a permis d'examiner comment le temps apparaît comme un phénomène à sens unique, même si, au niveau microscopique, le temps pourrait théoriquement se déplacer dans les deux sens.
Même après avoir appliqué ces hypothèses, le système se comportait de la même manière, que le temps se déplace vers l'avant ou vers l'arrière. Cette découverte a fourni une base mathématique à l'idée que la symétrie de renversement du temps existe toujours dans les systèmes quantiques ouverts, ce qui suggère que la flèche du temps n'est peut-être pas aussi fixe que nous le pensons.
Schéma illustrant le concept de la transformation inversée du temps.
Thomas Guff, chercheur en thermodynamique quantique et l'un des auteurs, commente cette découverte :
La partie surprenante de ce projet a été que même après avoir fait l'hypothèse simplificatrice standard de nos équations décrivant les systèmes quantiques ouverts, les équations se comportaient toujours de la même manière, que le système se déplace vers l'avant ou vers l'arrière dans le temps. En étudiant attentivement les mathématiques, nous avons découvert que ce comportement était inévitable car une partie essentielle de l'équation, le « noyau de mémoire », est symétrique dans le temps.
Nous avons également découvert un petit détail important qui est généralement négligé : un facteur discontinu dans le temps est apparu qui maintient intacte la propriété de symétrie dans le temps. Il est inhabituel de voir un tel mécanisme mathématique dans une équation physique parce qu'il n'est pas continu, et il était très surprenant de le voir apparaître si naturellement.
Nous avons également découvert un petit détail important qui est généralement négligé : un facteur discontinu dans le temps est apparu qui maintient intacte la propriété de symétrie dans le temps. Il est inhabituel de voir un tel mécanisme mathématique dans une équation physique parce qu'il n'est pas continu, et il était très surprenant de le voir apparaître si naturellement.
Il y a 2 ans, de nombreux experts affirmaient que la technologie est loin d'être mature et que les attentes à son égard sont exagérées. En d'autres termes, la révolution de l'ordinateur quantique pourrait être plus éloignée et plus limitée que beaucoup ont été amenés à le croire jusqu'ici. Les experts continuent de mettre en garde contre le battage médiatique intense autour de la technologie et invitent...
La fin de cet article est réservée aux abonnés. Soutenez le Club Developpez.com en prenant un abonnement pour que nous puissions continuer à vous proposer des publications.
Envoyé par marsupial
