Les bulles qui éclatent peuvent parfois émettre de la lumière – et la mécanique quantique semble être derrière tout cela

Le phénomène de sonoluminescence fascine les scientifiques depuis des décennies. C’est le nom de ce qui se passe lorsqu’une bulle dans un liquide implose après avoir été excitée par un son et libère une lumière correspondant à l’énergie de la surface du Soleil. Les mécanismes exacts derrière ce processus sont incertains, mais de nouvelles recherches ont trouvé des preuves que le processus est de nature quantique.

La sonoluminescence n’est pas reléguée au seul domaine des laboratoires, la crevette mante particulière est également capable de la créer avec ses griffes. Selon un nouvel article de prépublication, qui n’a pas encore été évalué par des pairs, les photons – particules de lumière – émis par cette implosion de bulle unique ont la bonne signature pour être cohérents avec un processus quantique.

« Nous avons trois types de lumières dans le monde. Soit ils sont laser, et vous devez passer beaucoup de temps et d’énergie pour créer un laser, soit ils sont thermiques, c’est-à-dire la lumière que nous recevons généralement du Soleil ou d’une lampe au tungstène ou à l’hydrogène, et cetera, ou ils sont quantiques », a déclaré l’auteur principal Ebrahim Karimi de l’Université d’Ottawa, au Canada, à IFLScience.

L’équipe a étudié la sonoluminescence à bulle unique avec trois configurations différentes qui leur ont permis de comprendre que les photons sont corrélés et que leur émission, une fois analysée, ne ressemble en rien à ce que l’on obtiendrait d’une source laser ou d’une émission thermique plus traditionnelle.

«Nous avons observé que les photons arrivent dans une statistique spécifique. Et cette statistique spécifique est dite sous-poissonienne », a expliqué Karimi à IFLScience. “Et c’est une confirmation que ce phénomène est de nature quantique, purement quantique, et n’a pas d’analogue classique.”

Les lasers et les sources thermiques de lumière sont décrits en utilisant une compréhension électromagnétique classique de la lumière. Mais les sources qui ont une distribution sous-poissonienne n’ont pas d’équivalent dans le monde classique.

Cette découverte est assez excitante pour plusieurs raisons. Il donne un aperçu des mystères qui entourent encore la sonoluminescence. Mais, comme l’équipe prévoit d’enquêter, cela pourrait également fournir un moyen moins cher et plus facile de créer une source de lumière quantique.

Karimi pense que les photons produits sont des paires intriquées – ce qui signifie que chaque couple formé est un seul état quantique, quelle que soit la distance qui les sépare. Leur prochaine enquête pourrait révéler si tel est le cas. Et si cela est vrai et que la sonoluminescence peut être rendue plus petite afin qu’elle ne produise qu’une poignée de photons, tous intriqués, cela pourrait être très utile dans de nombreuses autres recherches scientifiques qui nécessitent des lasers et des équipements d’éclairage coûteux.

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