Une seconde dure-t-elle vraiment une seconde ? Pas si sûr. Des physiciens travaillent actuellement à prouver expérimentalement que le temps peut s’écouler à plusieurs vitesses simultanément, grâce à des horloges atomiques d’une précision vertigineuse. Une découverte qui pourrait réécrire notre compréhension du temps lui-même.
Depuis Einstein, on sait que le temps n’est pas une constante universelle. Mais la mécanique quantique pousse cette idée encore plus loin : le temps pourrait exister en superposition, c’est-à-dire s’écouler vite et lentement en même temps. Ce concept, longtemps cantonné aux équations théoriques, est aujourd’hui à portée d’expérience. Des scientifiques s’appuient sur des horloges atomiques ultra-précises et sur des technologies issues de l’informatique quantique pour tenter de le prouver concrètement.
Quand Einstein rencontre la mécanique quantique (...)
Trois phénomènes illustrent bien ce que la physique moderne dit du temps :
- La dilatation temporelle relativiste, liée à la vitesse de l’observateur.
- La dilatation gravitationnelle, où le temps s’écoule plus lentement près d’une masse importante.
- La superposition quantique temporelle, où le temps pourrait coexister dans plusieurs états à la fois.
Ce troisième point est le plus déroutant. La mécanique quantique, qui décrit le comportement des particules à l’échelle subatomique, autorise les objets à exister dans plusieurs états simultanément avant toute mesure. Appliquer ce principe au temps lui-même conduit à ce que les physiciens appellent le « paradoxe des jumeaux quantiques » : une horloge pourrait, en théorie, avancer vite et lentement en même temps, en état de superposition. (...)
Le défi technique est colossal. Il ne suffit pas d’avoir une horloge précise : il faut placer cette horloge dans un état de superposition quantique, ce qui implique de la manipuler à l’échelle des ions individuels. C’est là qu’interviennent les technologies développées pour l’informatique quantique à ions piégés (...)
C’est l’une des expériences les plus ambitieuses de la physique fondamentale de ces dernières années. (...)
Si l’expérience aboutit, elle fournirait la première preuve empirique que le temps lui-même obéit aux règles quantiques, et non uniquement aux lois classiques de la relativité. (...)
Le temps n’attend peut-être pas, mais lui, il existe peut-être dans plusieurs états à la fois : l’expérience qui confirmera ou infirmera cette idée marquera une rupture majeure dans l’histoire des sciences.
crédit image : San Jaya Prime, CC BY-SA 4.0, via Wikimedia Commons
