Jongler avec des photons dans une boîte et réaliser des chats de Schrödinger de lumière

Conférence de Serge Haroche, membre de l'Académie des sciences, prix Nobel de physique 2012

Le prix Nobel de Physique 2012 a distingué des travaux sur le contrôle et la manipulation non destructive de particules de matière ou de lumière, réalisant au laboratoire certaines des expériences de pensée que les fondateurs de la théorie quantiques avaient imaginées, mais jugeaient pratiquement infaisables. David Wineland et son équipe du National Institute of Standards and Technology de Boulder étudient des atomes isolés et piégés en les manipulant à l'aide de lumière laser. Notre groupe de recherche, au laboratoire Kastler Brossel de l'Ecole Normale Supérieure, réalise en quelque sorte l'opération inverse : nous contrôlons sans les détruire des photons piégés entre deux miroirs ultra-réfléchissants en les mesurant à l'aide d'atomes traversant un à un le montage expérimental. Ces deux types d'expérience permettent de mettre en évidence la logique contre-intuitive du monde quantique. Elles nous ont en particulier conduit à préparer de petits systèmes de quelques photons dans des superpositions quantiques d'états appelés "chat de Schrödinger", par référence à la fameuse expérience de pensée que le physicien autrichien avait imaginée pour exprimer l'étrangeté du monde microscopique. Dans mon exposé, je présenterai de façon générale le contexte de ces travaux, j'évoquerai mon parcours dans cette exploration du monde quantique et je décrirai quelques expériences faites à l'ENS, avant de conclure sur les applications possibles de ces recherches fondamentales.

Vidéo réalisée par la cellule Webcast CC-IN2P3 du CNRS