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« Vous avez droit à votre opinion, mais pas à vos propres faits. » C'est ce qu'avait déclaré à l'occasion d'une conférence de presse en fin d'année dernière, Paul Romer, prix Nobel d’économie 2018 pour ses travaux sur les vertus et les nuisances de l'activité économique sur le climat. Mais aujourd'hui, des chercheurs de l'université d'Édimbourg (Écosse) viennent remettre en cause cette affirmation. Selon eux, il existerait plus d'un seul monde objectif. D'un point de vue quantique, tout du moins.

Rappelons au préalable que la méthode scientifique repose par principe sur des observations et sur des mesures reproductibles. Un fait scientifique ne peut ainsi être qu'objectif et accepté par tous les observateurs. Car, dans notre monde, lorsqu'il arrive quelque chose, il arrive indéniablement quelque chose !

Rappelons qu'en revanche, dans le monde quantique, les observateurs jouissent d'un grand pouvoir. Il est en effet admis que le simple fait d'observer un système quantique provoque une sorte d'effondrement vers un état spécifique. Ainsi, une particule qui, selon la théorie, peut se trouver dans plusieurs états à la fois -- les chercheurs parlent de superposition -- choisit instantanément son camp dès qu'elle est observée.

L’expérience du chat de Schrödinger montre le pouvoir de l’observateur dans le monde quantique. Le chat en question, pris au piège dans une pièce fermée, doit en effet être considéré comme à la fois mort et vivant jusqu’à ce qu’il puisse être observé dans l’un ou l’autre de ces états. © Sonsedskaya, Adobe Stock 

Un ordinateur quantique et des photons pour démonter la réalité

En 1961, le physicien Eugène Wigner imagina une expérience de pensée intéressante. Il se demanda ce qu'il adviendrait si un observateur était lui-même observé. Dans une pièce fermée, un ami de Wigner effectue une mesure quantique. À l'extérieur de cette pièce, Wigner n'a pas accès au résultat de la mesure. Il en est réduit à décrire son ami et le système mesuré comme une superposition de tous les états possibles. Car les deux sont enchevêtrés. D'où le paradoxe. La réalité perçue par Wigner et son ami est différente. Pour en donner un exemple « concret », l'ami de Wigner saura si le chat de Schrödinger est mort ou vivant alors que pour Wigner, il restera à la fois mort et vivant.

Cette expérience de l'existence, dans l'univers quantique, de deux réalités objectives, a aujourd'hui pu être testée par les physiciens de l'université d'Édimbourg grâce à un ordinateur quantique constitué de trois paires de photons intriqués. Sur le principe proposé par Caslav Brukner, chercheur à l'université de Vienne (Autriche), de considérer deux couples « Wigner et son ami », les amis en question étant placés dans deux pièces différentes. La première paire de photons tient ainsi la place du système quantique mesuré. La deuxième paire figure les amis de Wigner et la troisième paire, enfin, les deux versions de Wigner lui-même.

Il aura fallu aux physiciens des semaines entières pour collecter suffisamment de données et arriver à la conclusion suivante : l'état du système mesuré par plusieurs observateurs peut être différent et ainsi, la mécanique quantique peut être incompatible avec la notion de faits objectifs. Mais ils soulignent toutefois que cette conclusion repose sur quelques hypothèses qui restent possiblement à valider. Comme le fait qu'un photon puisse être considéré comme un observateur.