Théorie de Broglie-Bohm : l'effet tunnel ne la met pas en échec

La théorie de Broglie-Bohm, souvent présentée comme celle du « surfeur quantique », résiste à une nouvelle épreuve. Une analyse récente soutient qu'une expérience d'effet tunnel publiée dans Nature, qui semblait la contredire, lui est en réalité compatible dès lors que l'on intègre les fuites de lumière du dispositif.

Une troisième voie au congrès Solvay de 1927

Il y a presque un siècle, le cinquième congrès Solvay, à Bruxelles, opposait deux visions de la mécanique quantique. L'école de Copenhague, autour de Niels Bohr, Werner Heisenberg et Max Born, tenait le monde pour intrinsèquement aléatoire, inaccessible aux notions classiques d'espace, de temps et de causalité. Albert Einstein défendait le déterminisme de Newton et de Laplace, résumé par sa formule « Dieu ne joue pas aux dés ».

Louis de Broglie proposa une troisième voie : l'onde-pilote. Les particules restent ponctuelles et suivent des trajectoires réelles et continues, guidées par une onde quantique, comme un surfeur porté par une vague. Dans l'expérience des deux fentes, la particule ne passe que par une fente, tandis que l'onde traverse les deux et la guide. Sur de nombreuses répétitions, des conditions initiales légèrement différentes font apparaître statistiquement les franges d'interférence.

Critiquée, la théorie fut abandonnée par de Broglie lui-même, puis redécouverte en 1952 par l'Américain David Bohm. Elle est aujourd'hui reconnue comme une alternative cohérente, qui dissout aussi des paradoxes comme celui du chat de Schrödinger.

L'objection de l'effet tunnel

L'an dernier, l'équipe néerlandaise de Jan Klaers a publié dans Nature une expérience sur l'effet tunnel, où une particule franchit une barrière infranchissable en physique classique grâce à une onde évanescente. Réalisée avec des photons, elle semblait mettre la théorie en difficulté, celle-ci prédisant une vitesse nulle des photons dans la barrière.

La nouvelle analyse intègre les fuites de lumière du dispositif. Dans ce cadre, les trajectoires traversent bel et bien la barrière, ce qui réconcilie la théorie et les observations.

Le débat d'interprétation, qui occupe physiciens et philosophes, n'est pas tranché pour autant. Mais l'image de l'onde-pilote continue de passer l'épreuve de l'expérience, un siècle après sa naissance.