42. Une gomme quantique

La dualité onde-corpuscule est au cœur de la physique quantique. Comme Louis de Broglie l’a suggéré, tout objet a des caractéristiques ondulatoire et particulaire. Mais ces deux facettes de la nature ne peuvent se manifester en même temps. Elles n’apparaissent pas dans les mêmes circonstances.
Au xixe siècle, Thomas Young mit au point un dispositif expérimental à deux fentes qui lui permit de montrer que la lumière se comporte comme une onde quand un faisceau lumineux issu d’une source unique passe par deux trous et produit des franges d’interférences. En 1905, Albert Einstein montra que la lumière se comporte aussi comme un flux de photons. Les électrons et autres particules élémentaires peuvent également interférer dans des conditions favorables. Le physicien danois Niels Bohr imagina que les ondes et les particules étaient les deux faces d’une même pièce. Werner Heisenberg expliqua qu’on ne pouvait connaître simultanément certaines propriétés complémentaires, telles que la position et la quantité de mouvement. Cette incertitude s’applique-t-elle aussi à la dualité onde-corpuscule ?
En 1965, Richard Feynman se demanda ce qui se passerait si nous pouvions mesurer par quelle fente était passée une particule dans l’expérience de Young. Au moment où des électrons sont envoyés vers les deux fentes, il imagina que l’on pourrait illuminer le dispositif et, en détectant la lumière diffusée, connaître le chemin de chaque électron. La position d’un électron, traité alors comme une particule, serait ainsi connue, et les franges d’interférences devraient disparaître…