Mise à jour : Avez-vous apprécié notre poisson d'avril ? Bien que des moutons se promènent bel et bien sur le site du CERN et présentent un comportement grégaire intéressant, aucune preuve de leur intrication quantique n'a été trouvée (pour l'instant). Malgré tout, le CERN participe à l'Année internationale des sciences et technologies quantiques. Vous pouvez consulter la liste des événements publics organisés au CERN sur ce thème ici.

L'intrication quantique est un phénomène fascinant où les états de deux particules sont liés l'un à l'autre, quelle que soit la distance qui les sépare. En 2022, le prix Nobel de physique a été attribué à Alain Aspect, John F. Clauser et Anton Zeilinger, pour leurs expériences pionnières sur des photons intriqués. Ces expériences ont confirmé les prédictions sur la manifestation de l'intrication faites par John Bell, théoricien du CERN aujourd'hui disparu. Ce phénomène a été observé jusqu’ici dans une grande variété de systèmes, notamment en 2024, dans les quarks top au Grand collisionneur de hadrons du CERN (LHC). L'intrication a également trouvé plusieurs applications importantes au service de la société, telles que la cryptographie et l'informatique quantiques. À présent, elle explique également le fameux esprit grégaire des moutons.

Depuis plus de 40 ans, le CERN accueille un troupeau de moutons (ovis aries) sur son domaine, au printemps et en été. Menés par le berger du CERN, les moutons contribuent à l'entretien des vastes prairies situées aux alentours du LHC et participent aux efforts déployés de longue date par l’Organisation pour protéger la biodiversité du domaine. Par ailleurs, leur comportement grégaire intéresse énormément les physiciens du CERN. Les moutons se comportent comme des particules, c’est un fait bien connu. En effet, les zoologistes et les physiciens, qui ont étudié leur comportement stochastique, ont observé qu’un troupeau de moutons pouvait changer d’état aussi rapidement que des atomes dans un solide ou un liquide. Connu sous le nom de « décalage de Lamb », ce phénomène peut amener le troupeau à se comporter de façon bizarre, comme marcher en cercle des jours durant.

Aujourd'hui, de nouveaux travaux de recherche ont permis de mieux comprendre la raison de ces comportements extraordinaires. Des scientifiques au CERN ont décelé des signes de l’existence du phénomène d’intrication quantique chez les moutons. S’appuyant sur des techniques de modélisation perfectionnées et des trajectographes spéciaux, les résultats montrent que le cerveau des moutons d'un troupeau est dans un état d'intrication quantique, de sorte que les moutons peuvent se déplacer ou bêler tous ensemble en même temps, quelle que soit la distance qui les sépare. Ils apportent des pistes nouvelles de recherche sur les ovins, ainsi que sur la physique quantique.

« Le fait que nous déjeunions à côté du troupeau était une pure coïncidence, déclare Mary Little, responsable de la Collaboration HERD, décrivant comment le projet a vu le jour. Lorsque nous avons vu comment les moutons se comportaient et bêlaient, nous avons voulu étudier les mouvements du troupeau à l'aide de la technologie dont nous disposons au Laboratoire. »

La capacité des moutons à se déplacer ou à bêler simultanément a soulevé une question majeure : puisque les moutons se comportent comme des particules subatomiques, des effets quantiques pourraient-ils être à l'origine de leur comportement ?

« Il est évident que nous ne pouvions pas tous les mettre dans une boîte et vérifier s'ils étaient morts ou vivants, a expliqué Alain Mérinos, chercheur dans le cadre du projet. Cependant, en partant de l’hypothèse que les moutons sont sphériques, nous avons pu modéliser leur comportement presque exactement de la même manière que nous modélisons les particules subatomiques. »

À l'aide de trajectographes sophistiqués, semblables à ceux utilisés dans les expériences du LHC, les physiciens ont pu localiser dans le cerveau des moutons les particules précises susceptibles d'être à l'origine de cette intrication. Surnommées « moutons » et représentées par la lettre grecque lambda (l), ces particules sont des leptons, proches parents du muon mais plus laineuses.

Le résultat présente une signification statistique de 4 sigma, ce qui est suffisant pour annoncer des indices de l'existence du phénomène, mais non pour revendiquer une observation.

« Des recherches supplémentaires sont nécessaires pour affirmer qu'il s'agit d'une observation de l’intrication des ovins ou d'une fluctuation statistique », déclare Lana Woolit, porte-parole de la collaboration HERD. Cela risque d'être difficile, car nous avons constaté que les physiciens, d’une façon inexplicable, ont tendance à s’assoupir en travaillant sur ce projet. »

« Bien que l'intrication soit aujourd'hui la principale théorie pour expliquer ce phénomène, nous devons tenir compte de tous les éléments, ajoute Dolly Berger, théoricienne au CERN. Qui sait, d'autres éléments se cachent peut-être sous leur toison. Un loup, par exemple ? »