Couper un photon en deux, c’est impossible. Parce que le photon est une particule élémentaire. Par définition il est donc le constituant le plus petit de la lumière. Mais pour les physiciens, l’impossible est rarement acceptable. Alors une équipe de l’université d’Oslo (Norvège) s’est lancé le défi un peu fou de tronquer un photon.
????SCIENCE NEWS????: Scientists tried to slice a single photon in half mid-pulse — and reality refused to cooperate ????
Researchers attempted to truncate a photon while it was passing by using an ultra-fast optical shutter. Instead of neatly splitting into two pieces, the photon’s… pic.twitter.com/kOHdYSx2eA
— Paul Maley (@paul4jennii) June 4, 2026
Couper une onde plutôt qu’une particule
Le couteau qu’ils ont imaginé pour ça : un obturateur optique. Pour comprendre, il faut se souvenir que le photon existe simultanément sous la forme d’une particule localisée et sous la forme d’une onde étendue qui se propage dans l’espace. L’idée des physiciens norvégiens, c’est donc qu’un miroir puisse être activé suffisamment rapidement pour bloquer une partie de l’impulsion lumineuse, en plein milieu, sectionnant ainsi un morceau de cette onde. Une partie du photon.
D’après la physique quantique, les photons sont indivisibles. En d’autres termes, ils ne se comportent pas comme des petits paquets d’ondes électromagnétiques qui pourraient se diviser dans une lame semi-réfléchissante. Ce n’est pas faux mais ce n’est pas tout à fait vrai… Un seul photon pourrait tout de même être absorbé par deux atomes à la fois, démontre une étude récente…. Lire la suite
Dans les Physical Review Letters, les chercheurs expliquent comment ils ont ensuite suivi les transformations de l’état du photon en appliquant les équations quantiques utiles. Au lieu de produire un photon d’un côté et le vide de l’autre, l’obturateur génère un phénomène bien plus étrange et complexe : une superposition d’états contenant simultanément une infinité de photons.
Du vide quantique surgissent des photons
Comment expliquer d’une infinité peut surgir à partir de rien ? Par le fait qu’en mécanique quantique, l’espace vide n’est pas véritablement vide. Il est parcouru de fluctuations du champ électromagnétique. En actionnant rapidement l’obturateur, l’équipe a constaté que ces fluctuations sont perturbées et, ces perturbations créent spontanément de nouveaux photons. Un état complexe, mais qui reste localement équivalent à un photon unique ou au vide, à gauche ou à droite d’une étroite région de part et d’autre de l’obturateur.
La question que se posent désormais les physiciens : cette physique s’applique-t-elle aussi à d’autres particules élémentaires comme les électrons ?
Source:
www.futura-sciences.com
