De la cohérence dans le chaos quantique
En utilisant un condensat de Bose-Einstein piégé dans un réseau optique, des scientifiques, notamment de l'Institut de Physique de Nice - INPHYNI (CNRS/UniCA), ont réalisé la première observation directe du pic de diffusion cohérente vers l'avant (CFS), un phénomène quantique prédit depuis plus de dix ans mais jamais directement mesuré. Cette étude, publiée dans Nature Communications, révèle un lien profond entre ce signal et deux propriétés fondamentales des systèmes quantiques chaotiques.
Une onde qui se propage dans un milieu désordonné — comme la lumière dans un brouillard épais — perd rapidement la mémoire de sa direction initiale après de multiples diffusions aléatoires. Pourtant, pour une onde cohérente (lumière laser, onde sonore, onde de matière…), la physique quantique prédit que cette mémoire n'est jamais tout à fait effacée. Elle se manifeste dans deux effets d'interférence : une probabilité augmentée de revenir en arrière (rétrodiffusion cohérente, CBS) et, plus surprenant, une probabilité augmentée de continuer dans la direction initiale (diffusion cohérente vers l'avant, CFS). Le CBS est connu depuis les années 1980 et a été observé dans de nombreux systèmes. Le CFS, lui, n'avait jusqu'ici jamais été mesuré directement.