La frontière entre la réalité quotidienne et le monde quantique reste floue. As well as un objet est massif, as well as il devient localisé lorsqu'il est rendu quantique en refroidissant son mouvement jusqu'au zéro absolu. Les chercheurs, dirigés par Oriol Romero-Isart de l'Institut d'optique quantique et d'facts quantique (IQOQI) de l'Académie autrichienne des sciences (ÖAW) et du Département de physique théorique de l'Université d'Innsbruck, proposent une expérience dans laquelle une nanoparticule en lévitation optique, refroidi jusqu'à son état fondamental, évolue dans un potentiel non optique (« sombre ») créé par des forces électrostatiques ou magnétiques. Cette évolution dans le potentiel sombre devrait générer rapidement et de manière fiable un état de superposition quantique macroscopique.
La lumière laser peut refroidir une sphère de verre de taille nanométrique jusqu’à son état fondamental de mouvement. Laissées seules, bombardées par des molécules d’air et diffusant la lumière entrante, ces sphères de verre se réchauffent rapidement et quittent le régime quantique, limitant ainsi le contrôle quantique. Pour éviter cela, les chercheurs proposent de laisser la sphère évoluer dans l’obscurité, lumière éteinte, guidée uniquement par des forces électrostatiques ou magnétiques non uniformes. Cette évolution est non seulement suffisamment rapide pour empêcher le réchauffement dû aux molécules de gaz parasites, mais elle lève également la localisation extrême et imprime sans équivoque des caractéristiques quantiques.
L'report récent dans Physical Evaluation Letters explique également comment cette proposition contourne les défis pratiques de ce form d'expériences. Ces défis incluent la nécessité de réaliser des expériences expérimentales rapides, une utilisation minimale de la lumière laser pour éviter la décohérence et la possibilité de répéter rapidement des expériences expérimentales avec la même particule. Ces considérations sont cruciales pour atténuer l’impact du bruit basse fréquence et d’autres erreurs systématiques.
Cette proposition a été longuement discutée avec les partenaires expérimentaux de Q-Xtreme, un projet ERC Synergy Grant soutenu financièrement par l'Union européenne. « La méthode proposée s'aligne sur les développements actuels dans leurs laboratoires et ils devraient bientôt pouvoir tester notre protocole avec des particules thermiques en régime classique, ce qui sera très utile pour mesurer et minimiser les resources de bruit lorsque les lasers sont éteints », précise le équipe théorique d'Oriol Romero-Isart. « Nous pensons que même si l'expérience quantique ultime sera inévitablement un défi, elle devrait être réalisable car or truck elle répond à tous les critères nécessaires à la préparation de ces états de superposition quantique macroscopique. »
