La fourmi, la guêpe et l’intrication quantique

Hier soir, j’ai été voir le film de superhéros «Ant-man et la Guêpe» produit par Marvel. Si vous n’avez pas encore visionné le film, soyez sans crainte de poursuivre votre lecture, je ne dévoile aucun punch.

Depuis que cette entreprise opère dans le cinéma, elle porte un soin jaloux à ses scénarios en évitant de tomber dans les pièges de la facilité qui amènent inexorablement d’autres maisons du genre à concevoir des tissus d’incohérences et des collections d’âneries. Marvel sait raconter des histoires en emmêlant allègrement à travers leurs multiples films les aventures que vivent leurs différents personnages. L’ensemble de la filmographie crée une grande saga qu’on peut suivre du premier film jusqu’au dernier.

Ant-Man-et-la-Guêpe-e1530473865333-906x445.jpg

Bien entendu, Marvel maltraite, triture, torture la science dans tous les sens, mais leurs films se consacrent au divertissement, pas au documentaire. Nous devons donc être en mesure de les regarder pour ce qu’ils prétendent être et éviter de leur en vouloir pour les libéralités prises à l’endroit des formules des lois naturelles.

Dans le cas de l’homme-fourmi, un principe physique simple qui n’est pas respecté est la masse volumique. Pensez à un cube de 10 cm de côtés. Il possède un volume de 1000 cm3 et supposons qu’il pèse 1 kg. Maintenant, doublons ses dimensions. Les côtés mesurent 20 cm, le volume passe alors à 8000 cm3. Quant à son poids, il atteint 8 kg. En doublant des dimensions linéaires, les volumes ainsi que les masses deviennent 8 fois plus importants. Dans cet exemple, pour soutenir un homme dont ses dimensions ont été doublées, des jambes proportionnelles ne supporteraient jamais le poids. Le même raisonnement fonctionne également en sens inverse, ça explique pourquoi les pattes des fourmis semblent si fines à leurs dimensions, mais beaucoup trop minces pour rester efficaces lorsqu’on amplifie la taille de l’insecte.

ant-man-2-ant-man-et-la-guepe-gif-5b3e5e4e2b2b1.gif

Mais ce n’est pas très grave puisque c’est du divertissement et on aime bien voir des créatures, des personnages et des objets se faire réduire ou agrandir tout en conservant leurs propriétés intrinsèques. Mais quelle est la limite au rapetissement? Dans le film «Ant-man et la Guêpe», ils vont jusqu’à la limite théorique, celle des particules élémentaires, celle du vide quantique.

Aujourd’hui, dans nombre de films, on s’approprie certains pans de la physique quantique sans nécessairement la respecter, mais ce ne sont que des divertissements. À mon avis, il est grandement temps d’en parler au quotidien après être restée tapie dans les placards durant tout un siècle. Évidemment, les étrangetés de cette physique se prêtent bien à créer autour d’elles d’autres bizarreries moins véridiques, mais on demeure toujours dans le monde du divertissement.

Il y a quelques jours, j’ai traité du principe cosmologique des ponts Einstein-Rosen qui a été utilisé dans le film de Marvel, «Thor — Ragnarok». Vous pouvez le lire dans mon article intitulé «Pont Einstein-Rosen». Dans la production cinématographique mettant en vedette le couple d’insectes, Marvel exploite cette fois-ci le concept d’intrication quantique pour engendrer une connexion télépathique entre deux cerveaux. Le producteur effleure aussi l’aspect de délocalisation quantique avec le personnage du Fantôme.

bande-annnce-ant-man-guepe-65219-1200x675

Très récemment, j’abordais exactement le sujet de l’intrication dans un article intitulé «Intrication et télépathie». Pourtant, je n’avais aucune espèce d’idée du scénario du film «Ant-man et la Guêpe» lorsque je l’ai rédigé. C’est à croire que je possède une certaine forme d’intrication quantique télépathique avec Marvel! Qui sait, ça me rapproche peut-être d’un autre degré de Scarlett?

Pont Einstein-Rosen

Chose promise, chose due. Voici la suite de l’article traitant d’intrication quantique.

Ne cherchez pas le pont Einstein-Rosen sur Google Maps, il ne traverse aucune rivière. Cependant, il traverse bien un espace entre deux lieux. Et quel espace!

Ces deux physiciens ont signé un article en 1935 alors que faisait toujours rage la polémique autour de la réalité de la physique quantique. À partir des équations de la relativité générale, ils montrèrent que certaines solutions créeraient un déchirement de l’espace-temps et une connexion possible entre deux feuillets distincts de l’espace-temps.

image-3

Le concept du trou de ver était né, un lien sous-jacent à travers deux points éloignés qui, si nous étions en mesure de l’emprunter, permettrait de court-circuiter le chemin normal. Ce raccourci spatio-temporel donnerait l’impression d’avoir franchi une grande distance en violant le sacro-saint principe de la vitesse limite dans le vide, mais il n’en est rien. Venant d’Einstein, rien de surprenant qu’il respecte son propre postulat.

Mais en quoi la physique quantique joue-t-elle maintenant dans ce principe astrophysique régi par la relativité générale? La physique de l’immensément petit a donné une façon de créer ce trou de ver entre deux endroits précis de l’espace et c’est grâce à l’intrication quantique.

1477053338

Intriquez une grande quantité de matière. Séparez ces particules en les plaçant à deux lieux de votre choix. On sait que l’intrication garde un lien fort entre ces éléments, peu importe la distance. Engendrez ensuite deux trous noirs en condensant la matière aux deux endroits. Voilà, un trou de ver est né, exactement là où vous le désiriez.

Si ce concept résout le problème de la création d’un trou de ver entre deux lieux distincts et prédéterminés, il reste cependant totalement infranchissable d’un côté vers l’autre puisque si on peut entrer dans un trou noir, on ne peut jamais en ressortir, soit en faisant demi-tour, soit en tentent d’emprunter celui situé droit devant.

maxresdefault-3

D’après le physicien théorique Leonard Susskind, professeur à l’université Stanford en Californie, il faut trouver quelque chose de plus élaboré, mais le principe de l’intrication quantique restera probablement une partie essentielle du processus qui permettra un jour d’engendrer un véritable pont Einstein-Rosen réellement franchissable.

7790673342_thor-et-brunce-banner-dans-thor-ragnarok

Dans le film Thor: Ragnarok, nos héros Thor et Hulk sont coincés à l’autre bout de l’Univers et doivent se rendre sans délai à Asgard. Bruce Banner reconnait un «pont Einstein-Rosen» et la bande de gros bras l’emprunte afin de traverser l’espace en un temps record. Les scripteurs ont eu l’intelligence de ne pas choisir deux trous noirs comme origines et débouchés de ce pont, desquels on ne peut échapper. Ils parlent plutôt d’un pont entre deux étoiles à neutrons.

agujero_negro 3.jpg

Je considère la construction de vrai pont Einstein-Rosen que nous pourrions un jour utiliser comme représentant l’ultime défi technologique de l’humain. Je crois sincèrement que si nous parvenons à continuer d’exister sans nous détruire, nous y arriverons et nous pourrons alors visiter une grande partie de notre Galaxie.

02899110b33a0040a7c5524d265e2c9b8fd7fa18_00.gif

Pour visiter le reste de notre Univers, les autres galaxies, on aura besoin d’un autre saut technologique, mais commençons par régler le cas du voyage intergalactique. Notre terrain de jeu viendra de s’agrandir bien suffisamment pour nous occuper pendant un bon milliard d’années.

Intrication et télépathie

En français, intrication signifie un enchevêtrement de choses, un fouillis complexe et difficile à démêler. En physique quantique, l’intrication est un état particulier que peuvent prendre des particules et elle représente certainement l’une des plus étonnantes particularités contre-intuitives de cette physique de l’élémentaire.

depositphotos_166179300-stock-video-quantum-entanglement-signals-in-the

Prenons deux électrons et faisons-les interagir de telle sorte qu’une des particularités de l’un soit liée à celle de l’autre. C’est plutôt facile à obtenir. Deux électrons sur une même orbitale «s» autour d’un noyau ne peuvent pas posséder un même moment cinétique orbital (spin) à cause du principe d’exclusion de Pauli.

Spini

Si le spin du premier va dans un certain sens, celui du second sera nécessairement dans le sens contraire. Ces deux électrons sont maintenant intriqués l’un à l’autre et tout changement du spin de l’un va nécessairement entrainer le changement du spin de l’autre. C’est normal, direz-vous, puisqu’ils partagent la même orbitale et vous vous souvenez que le principe d’exclusion de Pauli le défend.

Jusqu’ici, rien de compliqué à comprendre. Mais voilà où la physique quantique devient franchement bizarre. Séparons les deux électrons et envoyons-les à très grande distance l’un de l’autre, la distance que vous voulez. Faites-les s’associer à des noyaux, créez des liens chimiques, bref donnez-leur une existence propre.

ob_bb2cea_etanglement-quantique.jpg

Puis mesurez le spin du premier électron. Vous saurez alors que le spin du second sera nécessairement son inverse, peu importe là où il se retrouvera par rapport au premier. Ils sont à jamais intimement intriqués.

Il ne faut pas confondre l’intrication avec la complémentarité. Si vous possédez une paire de gants et que vous envoyez séparément dans des valises n’importe où dans le monde, si vous en ouvrez une et découvrez le gant gauche, vous saurez immédiatement que l’autre est celui de droite. Mais l’intrication est totalement autre chose puisqu’elle permet de changer un gant pour son contraire et l’autre se transformera lui aussi et instantanément, indépendamment de la distance entre les deux.

conf-einstein-relativite

Cela semble défier la vitesse limite de la lumière et Einstein a bien tenté de trouver une cause cachée à cet «effet fantomatique à distance», disait-il. Le grand homme avait tort. Des expériences menées après sa mort, dont celle du physicien français Alain Aspect en 1983, ont prouvé qu’il n’existait aucune cause cachée. L’intrication quantique existe bel et bien.

ASP00008-Alain-Aspect

Comment peut-on comprendre ce phénomène franchement bizarre? Une façon de donner à l’esprit une explication rationnelle est de se remémorer le fait qu’une particule élémentaire est également une onde. Celle-ci n’a aucune limite de distance puisqu’elle n’est pas localisée dans un lieu précis. Les deux électrons intriqués partagent cette même onde. En transformant les propriétés de l’un d’eux, l’autre ne peut faire autrement que de s’y conformer et de modifier sa même propriété pour que l’onde globale reste inchangée (fonction d’onde).

Cet effet quantique pourrait avoir une manifestation macroscopique. On sait qu’une mère et son bébé ont partagé une intimité qui aurait possiblement permis d’intriquer de la matière d’un à l’autre. Une fois l’intrication existante, des changements d’état chez l’un peuvent se transmettre instantanément chez l’autre, engendrant une transformation partagée. Cette intrication ne serait pas limitée aux mères et à leur enfant, mais à toute interaction humaine. Et voilà comment une physique moderne pourrait expliquer certains phénomènes ésotériques que cette même science décriait comme étant du pur charlatanisme.

télépathie.png

Toutefois, aucune preuve formelle n’a encore été apportée à cet effet, mais l’intrication quantique a donné aux physiciens une bonne raison de cesser de rire des théories autrefois considérées comme totalement absurdes puisqu’elles auraient violées toutes les lois de la Nature, oubliant au passage que cette dernière ne se pliait pas à leurs désirs et à leurs croyances. Toutefois, la télépathie ne serait pas une transmission entre deux esprits comme on est habitué à se l’imaginer, mais à un partage préexistant d’états quantiques.

Dans le prochain article, j’aborderai une théorie étonnante découlant de ce principe.