Une expérience récente sur l’effet tunnel relance le débat sur l’interprétation de la physique quantique et la validité de la théorie de l’onde-pilote.

Il y a presque cent ans, au cinquième congrès Solvay à Bruxelles en 1927, la mécanique quantique moderne voyait le jour à travers l’affrontement de deux visions du monde.

D’un côté, l’école de Copenhague menée par Niels Bohr, Werner Heisenberg et Max Born défendait un univers intrinsèquement aléatoire gouverné par les probabilités. De l’autre, Albert Einstein soutenait le déterminisme classique de Newton et Laplace, où chaque objet suit une trajectoire précise.

Au cours de ce même congrès, le physicien français Louis de Broglie proposait une troisième voie. Dès 1923, il avait associé une onde à chaque électron pour imposer une nature duale à la matière.

Peu après, en 1926, l’équation mathématique de cette onde fut obtenue par Schrödinger.

Cette théorie de l’onde-pilote, ou théorie dBB, présente la particule comme un objet ponctuel guidé par une onde quantique, à l’image d’un surfeur porté par une vague. Longtemps dénigrée, la démarche fut redécouverte en 1952 par l’Américain David Bohm.

L’an dernier, un article de l’équipe néerlandaise de Jan Klaers, publié dans la prestigieuse revue Nature, a fait grand bruit en semblant mettre en difficulté la théorie de l’onde-pilote.

L’équipe a réalisé cette observation avec des photons à travers une microbarrière de laboratoire, parvenant à photographier ces ondes au microscope.

Leur argument porte sur l’effet tunnel. C’est un phénomène où une particule traverse un obstacle infranchissable en physique classique grâce à une onde évanescente qui s’infiltre à travers la barrière.

Selon les auteurs de cette étude, la théorie dBB prédirait une vitesse nulle à l’intérieur de la barrière. Cela interdirait toute traversée et réfuterait de ce fait la description de Louis de Broglie.

Loin de réfuter l’approche de Broglie, les observations s’accordent avec les calculs une fois intégrées les propriétés optiques réelles du dispositif. Avec deux collègues du Technion (Israel Institute of Technology), Dustin Lazarovici et Bernard Nabet, une équipe a creusé cette analyse de façon quantitative.

Pour imager le champ évanescent, le dispositif s’appuie sur de minuscules fuites de lumière, dont l’effet sur les trajectoires dBB avait été négligé dans l’analyse initiale.

Une fois ces fuites prises en compte, la vitesse prédite par la théorie n’est plus nulle dans la barrière, et les trajectoires la traversent bel et bien. Ces résultats ont été publiés cette année dans la même revue en réponse au travail initial.