Quelle relation entre les trous de ver et l'intrication quantique?

Iosif Bena• Crédits : *Xavier Coppolani* - *Radio France*

Si vous ne vous êtes jamais posé cette question, ne vous inquiétez pas. Rien de plus normal. Pour les physiciens eux-mêmes, cette interrogation reste mystérieuse. Pour autant, elle mérite notre attention.

Mieux vaut, toutefois, cesser toute activité physique ou intellectuelle pour vous concentrer, quelques minutes, sur l’une de ces « expériences de pensée » qu’Albert Einstein affectionnait. Albert Einstein qui est d’ailleurs au centre de notre question.

Deux particules pourraient ainsi être si intimement liées qu’une action quelconque sur l’une serait instantanément reproduite sur l’autre. En 1935, il ne pense qu’à une chose : prendre en défaut la mécanique quantique, celle-là même dont il avait établi les fondements 30 ans plus tôt. Avec deux de ses élèves, Boris Podolsky et Nathan Rosen, il touche au but lorsqu’il démontre que l’application des équations de la mécanique quantique conduit à une aberration.

Michel Brune• Crédits : *Xavier Coppolani* - *Radio France*

Et ceci quelle que soit la distance les séparant... D’où la violation d’une autre découverte d’Einstein, la limite indépassable de la vitesse de la lumière... Ce qui va devenir le fameux paradoxe EPR, Einstein-Podolsky-Rosen, semble effectivement mettre à mal la mécanique quantique... Jusqu’à ce que les physiciens démontrent que le phénomène, qu’ils baptisent « intrication quantique » existe bel et bien dans la nature. La même année 1935, Einstein fait une autre découverte avec Nathan Rosen. Dans son domaine de prédilection cette fois, c’est à dire la relativité générale.

Ses équations montrent que la matière peut déformer la trame de l’Univers et y creuser une sorte de tunnel capable de mettre en communication deux régions de l’espace très éloignées. Un peu comme la pliure d’une feuille de papier permet d’en rapprocher deux parties distantes...

Jusques là, tout va bien... Ce second phénomène est baptisé pont ER, comme Einstein Rosen, avec comme petit nom : « trou de vers ».

Paul Vanhove• Crédits : *Xavier Coppolani* - *Radio France*

Rien à voir, a priori, avec le paradoxe EPR qui concerne une propriété des particules en mécanique quantique alors que le trou de ver décrit ce qui pourrait se passer entre deux trous noirs de l’espace. C’est là que les choses se compliquent un peu... En effet, deux physiciens viennent d’élaborer une théorie selon laquelle l’intrication quantique et les trous de ver seraient en fait... le même phénomène ! Les deux faces d’une même pièce... Juan Maldacena et Leonard Susskind osent lancer que EPR=ER. Un trou de ver ne serait rien d’autre qu’une intrication quantique. Et inversement... Là, je reconnais volontiers que cela demande quelques explications... Et que cela pose bon nombre de questions...

Que sait-on, aujourd’hui, sur l’intrication quantique et les trous de vers ?
Déclarer qu’il s’agit du même phénomène permet-il d’établir un pont entre la mécanique quantique et la théorie de la gravité qu’est la relativité générale ? Cette réunification que les physiciens tentent sans succès d’établir depuis près d’un siècle ?

Mathilde Fontez• Crédits : *Xavier Coppolani* - *Radio France*

Si EPR=ER est confirmé, en quoi cela peut-il changer notre vie quotidienne ?
Les trous noirs et les trous de vers peuvent-il permettre de voyager dans l’espace et le temps comme le montrent de nombreux films de science-fiction ?
L’intrication quantique est-elle une solution de téléportation ?

En partenariat avec Science & Vie
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Intervenants

Pierre Vanhove
Physicien théoricien spécialiste de théorie des cordes travaillant sur les propriétés fondamentales de la gravitation quantique et des processus élémentaires en physique des particules
Mathilde Fontez
journaliste au magazine "science et vie"
Iosif Bena
Chercheur au CEA qui travaille sur les trous noirs
Michel Brune
Chargé de Recherche au CNRS

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L'équipe

Production

Michel Alberganti

Réalisation

Dany Journo

Avec la collaboration de

Marie Dalquié