Les scientifiques savent depuis longtemps que la lumière peut parfois sembler sortir d’un matériau avant d’y entrer – un effet considéré comme une illusion causée par la façon dont les ondes sont déformées par la matière.
Aujourd’hui, des chercheurs de l’Université de Toronto, grâce à des expériences quantiques innovantes, affirment avoir démontré que le « temps négatif » n’est pas seulement une idée théorique : il existe dans un sens physique tangible, méritant un examen plus approfondi.
Les résultats, qui n’ont pas encore été publiés dans une revue à comité de lecture, ont attiré à la fois l’attention et le scepticisme du monde entier.
Les chercheurs soulignent que ces résultats déroutants mettent en évidence une bizarrerie particulière de la mécanique quantique plutôt qu’un changement radical dans notre compréhension du temps.
« C’est une question difficile, même pour nous, d’en parler avec d’autres physiciens. Nous sommes tout le temps mal compris », a déclaré Aephraim Steinberg, professeur à l’Université de Toronto spécialisé en physique quantique expérimentale.
Même si le terme « temps négatif » peut ressembler à un concept issu de la science-fiction, Steinberg défend son utilisation, espérant qu’il suscitera des discussions plus approfondies sur les mystères de la physique quantique.
Expériences laser
Il y a des années, l’équipe a commencé à explorer les interactions entre la lumière et la matière.
Lorsque des particules de lumière, ou photons, traversent les atomes, certaines sont absorbées par les atomes puis réémises. Cette interaction modifie les atomes, les plaçant temporairement dans un état d’énergie plus élevée ou « excité » avant qu’ils ne reviennent à la normale.
Dans le cadre de recherches dirigées par Daniela Angulo, l’équipe a entrepris de mesurer combien de temps ces atomes restaient dans leur état excité. « Ce temps s’est avéré négatif », a expliqué Steinberg, c’est-à-dire une durée inférieure à zéro.
Pour visualiser ce concept, imaginez des voitures entrant dans un tunnel : avant l’expérience, les physiciens reconnaissaient que si l’heure moyenne d’entrée pour un millier de voitures pouvait être, par exemple, midi, les premières voitures pouvaient sortir un peu plus tôt, disons à 11h59. Ce résultat avait été précédemment rejeté comme étant dénué de sens.
Ce qu’Angulo et ses collègues ont démontré s’apparentait à la mesure des niveaux de monoxyde de carbone dans le tunnel après l’émergence des premières voitures et à la découverte d’un signe moins devant elles.
Relativité intacte
Les expériences, menées dans un laboratoire en sous-sol encombré et hérissé de fils et d’appareils enveloppés d’aluminium, ont pris plus de deux ans pour être optimisées. Les lasers utilisés ont dû être soigneusement calibrés pour éviter de fausser les résultats.
Néanmoins, Steinberg et Angulo s’empressent de clarifier : personne ne prétend que le voyage dans le temps est une possibilité. « Nous ne voulons pas parler d’un voyage dans le temps », a déclaré Steinberg. « C’est une mauvaise interprétation. »
L’explication réside dans la mécanique quantique, où les particules comme les photons se comportent de manière floue et probabiliste plutôt que de suivre des règles strictes.
Au lieu de respecter un calendrier fixe d’absorption et de réémission, ces interactions se produisent sur un spectre de durées possibles, dont certaines défient l’intuition quotidienne.
Selon les chercheurs, cela ne viole pas la théorie de la relativité restreinte d’Einstein, selon laquelle rien ne peut voyager plus vite que la lumière. Ces photons ne transportaient aucune information, contournant toute limite de vitesse cosmique.
Une découverte qui divise
Le concept de « temps négatif » suscite à la fois fascination et scepticisme, notamment de la part de personnalités éminentes de la communauté scientifique.
La physicienne théoricienne allemande Sabine Hossenfelder, pour sa part, a critiqué le travail dans une vidéo YouTube vue par plus de 250 000 personnes, notant : « Le temps négatif dans cette expérience n’a rien à voir avec le passage du temps, c’est juste une façon de décrire comment les photons se déplacent. à travers un médium et comment leurs phases changent.
Angulo et Steinberg ont répliqué, arguant que leurs recherches comblaient des lacunes cruciales dans la compréhension des raisons pour lesquelles la lumière ne se déplace pas toujours à une vitesse constante.
Steinberg a reconnu la controverse entourant le titre provocateur de son article, mais a souligné qu’aucun scientifique sérieux n’a contesté les résultats expérimentaux.
« Nous avons fait notre choix sur ce que nous pensons être une manière fructueuse de décrire les résultats », a-t-il déclaré, ajoutant que même si les applications pratiques restent insaisissables, les résultats ouvrent de nouvelles voies pour explorer les phénomènes quantiques.
« Je vais être honnête, je n’ai actuellement aucune voie à suivre entre ce que nous avons examiné et les candidatures », a-t-il admis. « Nous allons continuer à y réfléchir, mais je ne veux pas donner espoir aux gens. »
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