Aaron O'Connell: Making sense of a visible quantum object

Aaron O'Connell: Donner un sens à un objet quantique visible

Traducteur: Nicolas Haguet Relecteur: Timothée Parrique

This is a representation of your brain,

Ceci est une représentation de votre cerveau.

and your brain can be broken into two parts.

Et votre cerveau peut être séparé en deux parties.

There's the left half, which is the logical side,

Il y a la moitié gauche, qui est la partie logique,

and then the right half,

et la moitié droite,

which is the intuitive.

qui est celle de l'intuition.

And so if we had a scale to measure the aptitude of each hemisphere,

Ainsi, si nous disposions d'une échelle pour mesurer l'aptitude de chaque hémisphère,

then we can plot our brain.

alors nous pourrions représenter notre cerveau.

And for example, this would be somebody who's completely logical.

Par exemple, ce serait une personne entièrement logique.

This would be someone who's entirely intuitive.

Ce serait une personne entièrement intuitive.

So where would you put your brain on this scale?

Alors, où placeriez-vous votre cerveau sur l'échelle?

Some of us may have opted for one of these extremes,

Certains d'entre nous ont opté pour l'un de ces cas extrêmes,

but I think for most people in the audience,

mais je pense que pour la majorité du public,

your brain is something like this --

votre cerveau ressemble à ça --

with a high aptitude in both hemispheres at the same time.

avec une grande aptitude pour les deux hémisphères en même temps.

It's not like they're mutually exclusive or anything.

Ce n'est pas comme si elles étaient mutuellement exclusives, ni rien.

You can be logical and intuitive.

Vous pouvez être logique et intuitif.

And so I consider myself one of these people,

Et je me considère parmi ces personnes,

along with most of the other experimental quantum physicists,

comme la plupart des autres physiciens quantiques expérimentaux,

who need a good deal of logic

nous avons besoin d'une grande partie de logique

to string together these complex ideas.

pour assembler ces idées complexes.

But at the same time, we need a good deal of intuition

Mais en même temps, nous avons besoin d'une grande part d'intuition

to actually make the experiments work.

pour faire fonctionner les expériences.

How do we develop this intuition? Well we like to play with stuff.

Comment développons-nous cette intuition? Et bien, nous aimons jouer avec des trucs.

So we go out and play with it, and then we see how it acts,

Ainsi, nous sortons et jouons avec, et ensuite, nous regardons comment cela se comporte.

and then we develop our intuition from there.

Et ensuite, nous développons notre intuition à partir de ça.

And really you do the same thing.

Et en fait, vous faites la même chose.

So some intuition

Ainsi, une certaine intuition

that you may have developed over the years

que vous devez avoir développé au fil des années

is that one thing is only in one place at a time.

est qu'une même chose est à un seul et même endroit à la fois.

I mean, it can sound weird to think about

Je veux dire, cela pourrait paraître étrange de penser à

one thing being in two different places at the same time,

une même chose à deux endroits différents au même moment,

but you weren't born with this notion, you developed it.

mais vous n'êtes pas nés avec cette idée, vous l'avez développée.

And I remember watching a kid playing on a car stop.

Et je me souviens d'un enfant jouant sur une butée de parking.

He was just a toddler and he wasn't very good at it, and he kept falling over.

C'était juste un bambin et il n'était pas très doué, il ne cessait de tomber.

But I bet playing with this car stop taught him a really valuable lesson,

Mais je parie que jouer avec cette butée lui a donné une bonne leçon,

and that's that large things don't let you get right past them,

et ces ainsi que de grandes choses ne vous laissent pas juste passer,

and that they stay in one place.

et qu'elles restent à un seul et même endroit.

And so this is a great conceptual model to have of the world,

Et ainsi, c'est un modèle conceptuel génial du monde,

unless you're a particle physicist.

du moment que vous n'êtes pas un physicien particulaire.

It'd be a terrible model for a particle physicist,

C'est un modèle terrible pour un physicien particulaire,

because they don't play with car stops,

car ils ne jouent pas avec des stops,

they play with these little weird particles.

ils jouent avec de petites particules étranges.

And when they play with their particles,

Et lorsqu'ils jouent avec leurs particules,

they find they do all sorts of really weird things --

ils découvrent qu'elles font toute sorte de choses très étranges --

like they can fly right through walls,

comme voler à travers les murs,

or they can be in two different places at the same time.

ou être à deux endroits en même temps.

And so they wrote down all these observations,

Et ils notent ainsi toutes leurs observations,

and they called it the theory of quantum mechanics.

et ils appellent ça la théorie de la mécanique quantique.

And so that's where physics was at a few years ago;

Et c'est là qu'en était la physique il y a quelques années;

you needed quantum mechanics

vous aviez besoin de la mécanique quantique

to describe little, tiny particles.

pour décrire de petites, minuscules particules.

But you didn't need it

Mais vous n'en aviez pas besoin

to describe the large, everyday objects around us.

pour décrire les grands objets du quotidien qui nous entourent.

This didn't really sit well with my intuition,

Cela ne s'accordait pas vraiment avec mon intuition,

and maybe it's just because I don't play with particles very often.

et c'est peut-être simplement parce que je ne joue pas très souvent avec des particules.

Well, I play with them sometimes,

Enfin, je joue avec parfois,

but not very often.

mais pas très souvent.

And I've never seen them.

Et je ne les ai jamais vues.

I mean, nobody's ever seen a particle.

Je veux dire, personne n'as jamais vu une particule.

But it didn't sit well with my logical side either.

Mais cela ne satisfaisait pas vraiment mon côté logique non plus.

Because if everything is made up of little particles

Parce que si tout est constitué de petites particules

and all the little particles

et que toutes les petites particules

follow quantum mechanics,

suivent les lois de la mécanique quantique,

then shouldn't everything just follow quantum mechanics?

alors tout ne devrait-il pas simplement suivre les lois de la mécanique quantique?

I don't see any reason why it shouldn't.

Je ne vois aucune raison pour que ça marche autrement.

And so I'd feel a lot better about the whole thing

Et alors je me sentirais beaucoup mieux avec tout ça

if we could somehow show

si nous pouvions démontrer d'une façon ou d'une autre

that an everyday object

qu'un objet ordinaire

also follows quantum mechanics.

suit également les lois de la mécanique quantique.

So a few years ago, I set off to do just that.

Ainsi, il y a quelques années, je me suis lancé là-dedans.

So I made one.

Donc j'en ai fabriqué un.

This is the first object

C'est le premier objet

that you can see

que vous pouvez voir

that has been in a mechanical quantum superposition.

à être dans une superposition de mécanique quantique.

So what we're looking at here

Ainsi, ce que nous regardons ici

is a tiny computer chip.

est un petit micro-processeur.

And you can sort of see this green dot right in the middle.

Et vous pouvez voir cette espèce de point vert au centre.

And that's this piece of metal I'm going to be talking about in a minute.

Et c'est de cette pièce de métal dont je vais parler dans une minute.

This is a photograph of the object.

Voici une photographie de l'objet.

And here I'll zoom in a little bit. We're looking right there in the center.

Je vais agrandir un peu. Nous regardons juste ici au centre

And then here's a really, really big close-up of the little piece of metal.

Et là, c'est un plan très très rapproché de la petite pièce métallique.

So what we're looking at is a little chunk of metal,

Ce que nous regardons est un petit morceau de métal,

and it's shaped like a diving board, and it's sticking out over a ledge.

en forme de plongeoir, tenu sur le bord.

And so I made this thing

Et donc, j'ai fabriqué ce truc

in nearly the same way as you make a computer chip.

presque de la même façon que vous fabriquez un micro-processeur.

I went into a clean room with a fresh silicon wafer,

Je suis allé dans une salle blanche avec un disque de silicone neuf,

and then I just cranked away at all the big machines for about 100 hours.

et ensuite, j'ai juste lancé toutes les grosses machines pour environ 100 heures.

For the last stuff, I had to build my own machine --

Pour le dernier truc, j'ai du construire ma propre machine --

to make this swimming pool-shaped hole

pour faire ce trou en forme de piscine

underneath the device.

sous l'appareil.

This device has the ability

Cet appareil est capable

to be in a quantum superposition,

d'être dans une superposition quantique,

but it needs a little help to do it.

mais il a besoin d'un peu d'aide pour faire ça.

Here, let me give you an analogy.

Maintenant, laissez-moi vous donner une analogie.

You know how uncomfortable it is to be in a crowded elevator?

Vous savez à quel point il est inconfortable de se trouvé dans un ascenseur bondé.

I mean, when I'm in an elevator all alone, I do all sorts of weird things,

Je veux dire, quand je suis tout seul dans un ascenseur, je fais toutes sortes de choses bizarres,

but then other people get on board

mais ensuite d'autres gens montent

and I stop doing those things

et j'arrête de faire ces choses,

because I don't want to bother them,

parce que je ne veux pas les embêter,

or, frankly, scare them.

ou, carrément, les effrayer.

So quantum mechanics says

Ainsi, la mécanique quantique dit

that inanimate objects feel the same way.

que les objets inanimés se comportent de la même façon.

The fellow passengers for inanimate objects

Les compagnons de voyages pour les objets inanimés

are not just people,

ne sont pas de simples personnes,

but it's also the light shining on it

mais ce sont aussi la lumière qui brille sur eux

and the wind blowing past it and the heat of the room.

et le vent soufflant sur eux et la chaleur de la pièce.

And so we knew, if we wanted to see

Et alors nous savions que si nous voulions voir

this piece of metal behave quantum mechanically,

ce morceau de métal se comporter selon les lois de la mécanique quantique,

we're going to have to kick out all the other passengers.

nous allions avoir à éjecter tous les autres passagers.

And so that's what we did.

Et alors, c'est ce que nous avons fait.

We turned off the lights,

Nous avons éteint la lumière,

and then we put it in a vacuum and sucked out all the air,

et ensuite nous l'avons placé sous vide,

and then we cooled it down

et ensuite nous l'avons refroidi

to just a fraction of a degree above absolute zero.

à juste une fraction de degré sous le zéro absolu.

Now, all alone in the elevator,

Maintenant, tout seul dans l'ascenseur,

the little chunk of metal is free to act however it wanted.

le petit morceau de métal est libre d'agir comme il l'entend.

And so we measured its motion.

Et nous mesurons alors son mouvement.

We found it was moving in really weird ways.

Nous avons trouvé qu'il bougeait de façon très étrange.

Instead of just sitting perfectly still, it was vibrating,

Au lieu de rester parfaitement immobile, il vibrait.

and the way it was vibrating was breathing something like this --

Et la façon dont il vibrait ressemblait à une respiration, un peu comme ça --

like expanding and contracting bellows.

comme s'il inspirait et expirait.

And by giving it a gentle nudge,

Et en lui donnant un petit coût de pouce,

we were able to make it both vibrate

nous étions capable de le faire à la fois vibrer

and not vibrate

et ne pas vibrer

at the same time --

en même temps --

something that's only allowed with quantum mechanics.

quelque chose qui n'est autorisé que par la mécanique quantique.

So what I'm telling you here is something truly fantastic.

Donc, ce que je suis entrain de vous raconter ici est réellement fantastique.

What does it mean for one thing

Qu'est-ce que cela signifie pour une chose

to be both vibrating and not vibrating

d'à la fois vibrer et ne pas vibrer

at the same time?

en même temps?

So let's think about the atoms.

Alors, pensons aux atomes.

So in one case:

Ainsi, un cas:

all the trillions of atoms that make up that chunk of metal

l'ensemble des trillions d'atomes composant ce morceau de métal

are sitting still

restent immobiles

and at the same time those same atoms

et en même temps, ces mêmes atomes

are moving up and down.

se déplacent de haut en bas.

Now it's only at precise times when they align.

Maintenant, c'est seulement à des moments précis qu'ils s'alignent.

The rest of the time they're delocalized.

Le reste du temps, ils sont décalés.

That means that every atom

Cela signifie que chaque atome

is in two different places at the same time,

est à deux endroits différents au même instant,

which in turn means the entire chunk of metal

ce qui, par conséquent, signifie que le morceau de métal entier

is in two different places.

est à deux endroits différents.

I think this is really cool.

Je pense que c'est vraiment sympa.

(Laughter)

(Rire)

Really.

Vraiment.

(Applause)

(Applaudissements)

It was worth locking myself in a clean room to do this for all those years

Ca en valait la peine de m'enfermer dans une pièce blanche pour faire ça pendant toutes ces années.

because, check this out,

Parce que, en fin de compte,

the difference in scale

la différence d'échèle

between a single atom and that chunk of metal

entre un atome isolé et ce morceau de métal

is about the same as the difference

est équivalent à la différence

between that chunk of metal and you.

entre ce morceau de métal et vous.

So if a single atom can be in two different places at the same time,

Alors, si un atome isolé peut être à deux endroits en même temps,

that chunk of metal can be in two different places,

ce morceau de métal peut être à deux endroits différents,

then why not you?

alors pourquoi pas vous?

I mean, this is just my logical side talking.

Je veux dire, c'est juste mon côté logique qui parle.

So imagine if you're in multiple places at the same time,

Donc, imaginez si vous étiez dans plusieurs endroits en même temps,

what would that be like?

a quoi cela ressemblerait-il?

How would your consciousness

Comment votre conscience

handle your body being delocalized in space?

pourrait gérer le fait que votre corps soit séparé dans l'espace?

There's one more part to the story.

Il y a une partie supplémentaire à l'histoire.

It's when we warmed it up,

C'est quand nous le chauffons,

and we turned on the lights and looked inside the box,

et que nous allumons les lumières et regardons à l'intérieur de la boîte,

we saw that the piece metal was still there in one piece.

nous voyons que le morceau de métal est toujours là en un seul morceau.

And so I had to develop this new intuition,

Ainsi, j'ai du développer cette nouvelle intuition,

that it seems like all the objects in the elevator

qui suppose que tous les objets dans l'ascenseur

are really just quantum objects

sont en réalité de simples objets quantiques

just crammed into a tiny space.

entassés dans un petit espace.

You hear a lot of talk

Vous avez entendu beaucoup d'exposés

about how quantum mechanics says that everything is all interconnected.

sur la mécanique quantique qui disent que tout est interconnecté.

Well, that's not quite right.

Et bien, ce n'est pas tout à fait vrai;

It's more than that; it's deeper.

c'est plus que ça, plus profond.

It's that those connections,

C'est que ces connections,

your connections to all the things around you,

vos connections avec tout ce qui vous entoure,

literally define who you are,

définissent littéralement qui vous êtes.

and that's the profound weirdness of quantum mechanics.

Et c'est là toute l'étrangeté de la mécanique quantique.

Thank you.

Merci.

(Applause)

(Applaudissements)