Décrire de manière cohérente les transitions du classique vers le quantique
La physique classique décrit les mouvements des particules et des corps en fonction de lois complètement déterministes. À partir des détails des positions et des vélocités d'un système, les scientifiques peuvent calculer la trajectoire de toutes ses particules, notamment toutes ses positions et vélocités passées et futures. La physique quantique, qui porte sur des entités quantisées, décrit le mouvement à la fois à partir de la théorie des particules et des ondes, ce qui donne des probabilités plutôt que des certitudes sur l'état d'un système de particules. La transition du comportement quantique vers le classique est intrinsèquement liée au couplage du système quantique à l'environnement, comme par exemple dans la réalisation d'une mesure. Il est impossible de séparer un objet observé de l'instrument qui l'observe: la propriété à mesurer dépend de la mesure elle-même. Une telle interaction peut entraîner une dissipation d'énergie et une décohérence (interactions spontanées entre le système et l'environnement qui entraînent une suppression de l'interférence) via un échange d'énergie ou de particules. En revanche, la compréhension complète du processus de transition reste l'une des plus importantes questions ouvertes de la physique moderne. Des scientifiques ont cherché à étudier ce phénomène de manière contrôlée en exploitant le condensat Bose-Einstein (CBE) grâce au financement de l'UE du projet DIBEC («Dissipation in quantum gases»). Un CBE est un état unique de la matière dans lequel des atomes séparés ou des particules subatomiques refroidies presque au zéro absolu se fondent en une seule entité mécanique quantique dans laquelle les effets quantiques peuvent être observés à l'échelle macroscopique, dans ce qui est un objet quantique macroscopique. La concentration d'un faisceau électronique sur un CBE piégé excite les atomes, entraînant décohérence et fuite d'ions produits par ionisation par impact électronique. La mesure du nombre d'électrons envoyés au CBE par unité de temps (courant) fournit un indicateur du potentiel de dissipation. Ainsi, le système a permis aux chercheurs d'étudier les variations de propriétés quantiques du CBE avec une modification de la force de dissipation. De nombreuses expériences avancées et novatrices ont été effectuées, démontrant la capacité du système conçu à répondre à des questions fondamentales en mécanique quantique.
