Dossier Pour la SCIENCE 93 – Octobre-décembre 2016

Les promesses du monde QUANTIQUE

Interview de Serge Haroche par Loïc Mangin

Au début du XX^ème siècle il semblait que la physique était une science quasiment achevée. Deux problèmes pourtant subsistaient, le premier, lié à la valeur de la vitesse de la lumière, l'autre venait du spectre du rayonnement d'un corps chauffé qui n’obéissait pas aux règles de la physique classique. Reprenant l'idée de Planck, Einstein postula que les ondes lumineuses sont également constituées de corpuscules, les photons.ainsi naquit la notion de dualisme entre onde et particule. Ces questions, et leurs réponses, amenèrent la théorie de la relativité et la physique quantique.

De la dualité onde-corpuscule découlent les piliers de la physique quantique. Le premier est le principe de superposition, un système microscopique dual peut se trouver en plusieurs endroits à la fois et être dans des états d'énergies différentes. Ce concept amena la notion d'intrication. Les parties d'un système ayant interagi restent liées malgré leur éloignement. Autre conséquence de la dualité, l'onde associée à une particule est en fait une onde de probabilité.

Les concepts de superposition d'état et d'onde de probabilité sont associés au phénomène d'interférence quantique : des ondes de probabilités qui se superposent peuvent s'additionner ou se soustraire selon qu'elles sont en phase ou non, ce qui diffère des lois régissant les probabilités classiques.

La physique quantique est statistique mais elle décrit la nature qui l'est également. Tous les physiciens ne sont pas d'accord avec cette opinion, ils cherchent à dépasser le hasard pour décrire une réalité objective déterministe.

Autre problème : la gravitation est la seule force que la physique quantique ne peut décrire de façon cohérente. La théorie des cordes paraît être une réponse crédible. Aucune solution n'est encore apportée. C'est dommage car par ailleurs la théorie quantique ne rencontre que des succès, le modèle standard des particules, par exemple, est conforté par toutes les observations.

Serge Haroche poursuit ses recherches dans le domaine de l'information quantique avec l'ambition de réaliser un ordinateur quantique exploitant directement les concepts quantiques pour calculer plus rapidement et plus efficacement que les ordinateurs classiques. Malheureusement pour l'instant les systèmes fonctionnant ne sont formés que de quelques ions ou de quelques circuits. Plus grand, ils se brouillent, c'est la décohérence. En revanche les horloges atomiques ont fait de grands progrès en se fondant sur un phénomène quantique, les oscillations des électrons dans les atomes, atteignent une précison de l'ordre d'une seconde sur l'âge de l'Univers.

Ces horloges sont embarquées dans des satellites coordonnés nous envoyant des signaux déterminant notre position par triangulation avec une précision de l'ordre du mètre. Une précision qui s'améliorerait avec des horloges plus performantes qui permettraient de mesurer des variations locales très faibles du champ magnétique terrestre pour prédire l'imminence de séismes.

La physique quantique permit de mieux comprendre l'écoulement des électrons dans les solides pour produire des matériaux semi-conducteurs, de la supraconductivité et toute l'électronique moderne et les ordinateurs classiques.

La deuxième révolution est lié au développement d'appareils ou la logique quantique jouera un rôle important et direct. Ce sont la métrologie, les ordinateurs et la communication quantique. Elle est à la fois conceptuelle, exploitant l'intrication et les superpositions, et pratique, isoler des systèmes quantiques (atomes, photons...) pour les mesurer individuellement, ce qui est possible grâce aux lasers, à la supraconductivité, et aux outils nés de la première révolution quantique. Celle-ci fut conduite par des hommes motivés par la curiosité sans s'attacher aux applications pouvant venir de leurs découvertes. Des applications qui les auraient probablement surpris. De même il est impossible aujourd'hui d'annoncer les utilisations possibles de cette deuxième révolution.

La physique quantique n'est pourtant pas limitée à l'infiniment petit mais est essentielle pour comprendre la physique, même à l'échelle de l'Univers. En particulier par la détection des ondes gravitationnelles primordiales. Celles qui furent observées pour la première fois en 2016 n'étaient pas primordiales mais nées de la coalescence il y a un milliard d'années de deux trous noirs.

Cette découverte va sans doute bouleverser l'astrophysique du XXI^ème siècle en lui ouvrant une nouvelle fenêtre sur l'Univers.

Frank Thilliez – 2006 La Vie du Rail – 2008 Pocket

Franck Sharko se souvient. Le temps passe mais n'efface rien. Que l'accident soit vieux d'un an ne diminue pas sa douleur. Revivre avait été difficile pour Suzanne qui réapprenait à s'occuper d’Éloïse, et un chauffard en une seconde avait tout détruit.

Et le hasard qui lui fait rencontrer, au creux des remparts de Saint-Malo le conducteur, Patrick Chartreux. Difficile de contrôler sa haine, son envie de ''faire une connerie''.

Comme si être policer, commissaire de surcroît, lui en donnait le droit.

Mais comment se retenir ?

Rentrer à Paris, vite,retrouver son appartement, et les trains miniatures sur le sol. Dormir, dormir...

Le téléphone est l'ennemi du sommeil, qu'importe son dernier jour de congé, son divisionnaire lui demande d'aller dans une église où un curé a découvert dans un confessionnal une femme morte, nue, rasée des orteils au sommet du crâne.

Exactement ce qu'il lui fallait : la traque.

Le lieutenant Sibersky le reçoit, le met au parfum. La mort avait les pieds liés, pas les mains, ses yeux étaient bandés par du sparadrap et son crâne était couvert de papillons, vivants. 7. Ceux qui ont une tête de mort sur l'abdomen. La victime était propre, lavée, le tueur était calme, organisé, il connaissait les lieux.

Et cette main au doigt tendu pour indiquer un message inscrit au sommet d'un des piliers rénovés : Derrière le tympan de la Courtisane, tu trouveras l'abîme et ses eaux noires. Ensuite, des deux moitiés, le Méritant tuera l'autre Moitié de ses mains sans foi et l'onde deviendra rouge. Alors, au son de la trompette, le fléau se répandra et, sous le déluge, tu reviendras ici, car tout est dans la lumière. Surveille les maux, et, surtout, prends garde au mauvais air.

Un des avantage du métier de policier est de rencontrer des gens intéressant comme Paul Legendre, professeur et conférencier à la Faculté libre de théologie protestante de Paris.

L'enquête s'annonce difficile, d'autant que Patrick Chartreux l'a reconnu. Pour tenter de contrôler son subordonné le divisionnaire préfère qu'il soit l'adjoint de la commissaire Del Piero.

En attendant, les premiers résultats sur la cause de la mort arrivent, la victime semble avoir littéralement implosée, de plus elle avait contracté une bronchopneumonie aiguë, surprenant en pleine canicule.

Le hasard est mutin, surtout quand une enfant vient sonner chez lui, fille d'une voisine infirmière qui travaille de nuit, qui se retrouve dehors pour avoir voulu rattraper son chat. Une enfant qu'il avait déjà remarqué alors qu'elle lisait une histoire de fantomette, la favorite d'Héloïse. Il peut la garder pour la nuit, laissant un message sous la porte de son appartement pour que sa mère vienne la chercher le lendemain.

Le hasard est vicieux qui fait arriver un mail à cet instant. La réponse de Legendre qui veut lui expliquer ce qu'il a compris. L'enfant n'apprécie pas d'être abandonné et disparaît alors que Sharko se rend chez un voisin pour lui confier la gamine.

Le policier ne veut pas perdre de temps et n'avertit pas ses collègues. Legendre lui donne le moyen de découvrir un nouveau message, qu'il se le fait voler. Ce qu'il en a lu lui permet pourtant d'avancer, et de trouver d'autres victimes.

Les moustiques rejoignent les papillons !

La nuit aura été longue, épuisante. Rentré chez lui il retrouve l'enfant qui s'était seulement caché sous le lit. Seule, l'appartement du policier lui appartenait, et Éloïse lui avait appris à faire démarrer les trains... la remarque fait un choc à Franck. Il appelle immédiatement un labo parasitaire, prend rendez-vous.

Mais que se passe-t-il réellement ?

15 h, les policiers, experts et autres personnes concernées par l'enquête se retrouvent dans le labo pour apprendre que la victime du confessionnal est décédée d'une forme violente de la malaria, le paludisme neurologique. Bonne nouvelle, leur risque de contamination est, seulement, de vingt pour cent.

Qui est cet assassin, minutieux, patient, si organisé qu'il peut préparer une arme biologique n'acceptant aucune erreur, et aussi dangereuse pour lui que pour les autres ? Quelle force obscure le pousse-t-elle à agir ainsi ? Un inquiétant roman de Frank Thilliez, comme les autres devrais-je dire, mais pire par les idées qu'il peut donner.

Contrat : Échange entre deux personnes impliquant une réciprocité d'engagement dans un contexte social de responsabilité partagée. Création structurelle de la culture pour renforcer les interactions entre les individus hors des simples comportements induits par la nature et ses obligations.

Défêtamine : Produit dont la consommation est au départ source de joie, de plaisir, avant de se révéler finalement un impitoyable maître qui use de son esclave jusqu'à n'en laisser que sa pitoyable réalité.

Existence : Perception de soi entraînant l'envie de découvrir ce qu'est ce ''JE'' avec un résultat toujours insatisfaisant puisque la partie qui observe ne trouve jamais l'image exacte de ce qu'elle est mais toujours des masques derrière lesquels se trouvent d'autres masques.

Foi : Envahissement de messages neurobiologique venant des zones archaïques du cerveau surpassant ceux venant des lobes cérébrofrontaux plus récents.

Force : Nourrice de l'esprit parfois plus forte que celui-ci avec des résultats le plus souvent négatifs pour l'une et pour l'autre.

Gardhyène : Matonne, surveillante ou amie dont la morsure procure un plaisir insurpassable.

Hainomanie : Propension à ne voir du monde et des autres, de leurs physiques, cultes et cultures, ce qui provoquera en nous une réaction de rejet incoercible justifiant notre mépris et notre rejet. Peut aller jusqu'à porter sur soi le même regard, lucide, incitant alors à un comportement hostile envers soi.

HoLEEcauste : Destruction des œuvres impies d'un obscur auteur du début du XXI^ème siècle dont les thèses pourtant profitèrent de cette tentative d'éradication alors que les textes, brouillons et notes qui subsistèrent sont difficilement compréhensibles.

ImproBible : Être écrit n'est pas une preuve de vérité.

Inhexagone : Forme imprécise d'un pays qui ne ressemble plus à l'image qu'il se faisait de lui-même.

Intellichiant : Démonstration éblouissante plus que brillante qui laisse l'impression à qui l'a entendu qu'il n'a rien compris, pire, qu'il n'y avait rien à comprendre, faite par un ''spécialiste'' qui met beaucoup de temps pour défaire l'emballage d'un paquet vide.

Ironie : Comprendre, trop tard, le sens de la vie.

Le soir s'approche en ce mois d'août frais et pluvieux comme rarement. Les employés se pressaient pour terminer leur travail et rentrer chez eux. La température de l'extérieur pouvait faire penser à celle de certains services de leur établissement.

Pour moi le froid a toujours été un ami, depuis ma naissance, il est devenu un complice, un confident, un protecteur. Mon rôle, officiel, est peu important, je suis juste là, presque un meuble comme les autres, un utilitaire, celui à qui on demande quelque chose, mais pas son avis. heureusement, quelle opinion pourrais-je avoir que je puisse confier ? Je ne suis ni médecin, ni détenteur d'un diplôme utilisable ici. Mais j'ai un autre talent.

Quand tout le monde s'en est allé je reste seul et dans le calme des lieux je suis enfin ''chez moi'', tranquille, prêt à m'entretenir avec les invités des lieux, ceux qui passent, qui arrivent suite à un accident, un crime, où n'importe quelle autre raison. Les causes de décès sont innombrables et si je vous parlais des plus étranges rencontrées au fil de ma carrière vous seriez étonné.

Seul je peux enfin remplir mon rôle : écouter la parole de ceux qui n'en ont plus, de ceux que personne ne peut entendre, qui ne sont plus que des corps, parfois en très mauvais état, abîmés par un accident, enlaidis par un crime plus ou moins atroce, lésés par l'autopsie subie. Je ne suis pas policier, je ne cherche pas à établir une justice dont les morts n'ont plus besoin, ce n'est qu'un désir de vivants. Je les écoute, le temps qu'ils comprennent que leur situation est sans retour possible. Cela peut prendre du temps mais souvent quelques minutes suffisent, quand l'esprit affronte une situation nouvelle mais impossible à modifier, il s'adapte vite.

Je note chaque mot, chaque souvenir, chaque émotion, chaque secret qui me sont confiés. Ainsi je passe une partie de mes nuits avant de rentrer chez moi, où je ne dors pas dans un tiroir ou un congélateur, rassurez-vous, et si vous pensez que je suis fou, que tout n'est que dans ma tête alors attendez. Prochainement nous nous rencontrerons, vous serez dans une pièce étroite, obscure et réfrigérée, allongé, et quand je vous regarderai je rirai en sachant ce qui vous attend vraiment. Car moi je le sais. Ce n'est pas une lumière au bout du tunnel, c'est un tunnel au bout de la lumière !