Du condensat de Bose-Einstein, ou : ce qui se passe quand des milliers d’individus décident de n’en faire qu’un
par Thadeus Brown
J’avais une troupe une fois. Cinq marionnettistes, un technicien lumière, une personne à qui j’avais confié l’administration sans bien y réfléchir. Sept individus avec sept façons différentes de comprendre ce qu’on était en train de faire. À certains moments du spectacle, quelque chose se passait — un accord, une synchronisation, une façon de respirer ensemble — où les sept devenaient autre chose que la somme de sept personnes.
Ça n’a jamais duré. C’est dans la nature de ces moments-là.
Cornell, Wieman et Ketterle ont observé quelque chose de comparable en 1995, dans des conditions légèrement différentes.
La perte d’identité individuelle
À des températures proches du zéro absolu — quelques centaines de nanokelvin, ce que personne ne rencontre dans la nature —, des milliers d’atomes identiques perdent leur identité individuelle. Ils ne sont plus des atomes séparés occupant des positions différentes. Ils deviennent un condensat de Bose-Einstein : un seul objet quantique macroscopique, tous les atomes dans le même état fondamental, décrits par une seule fonction d’onde.
Ce n’est pas une métaphore. Mesurer la position d’un atome dans le condensat, c’est mesurer la position de tous les atomes du condensat. Ils sont indiscernables non pas parce qu’ils se ressemblent, mais parce qu’ils sont, au sens quantique, le même objet.
Cornell, Wieman et Ketterle ont reçu le prix Nobel en 2001. C’était une confirmation expérimentale de prédictions théoriques de Bose et Einstein datant de 1924-1925. Soixante-dix ans d’attente pour l’expérience qui le vérifie.
Ce que je trouve philosophiquement insupportable
Des individus qui disparaissent dans un collectif en perdant leur singularité. Ce n’est pas une dissolution — c’est une émergence vers quelque chose de différent, et de physiquement plus stable à cette température.
Je comprends ça dans les termes de la physique. Ce que je trouve difficile à digérer, c’est que ce n’est pas une contrainte externe qui efface les individus. C’est la dynamique interne du système, à l’équilibre thermodynamique, qui les rend indiscernables. L’individualité n’était qu’une propriété de la température.
Dans mon atelier, les marionnettes sont distinctes. Chacune a une forme, un poids, une façon de répondre aux fils différente. L’individualité est là dans le matériau, dans la fabrication, dans les histoires accumulées. Le condensat de Bose-Einstein suggère que cette individualité est un phénomène thermique.
Je ne suis pas sûr de vouloir pousser l’analogie plus loin.
Ces moments de synchronisation dans la troupe — où les sept devenaient autre chose — duraient quelques secondes, rarement plus. Puis la température remontait, en quelque sorte. Les individus revenaient.
C’est peut-être pour ça que le condensat doit être maintenu si près du zéro absolu pour exister.
Pr. Thadeus Isidore Michal Everett Brown
