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Du côté des labos.

Intrication des particules quantiques chez l'oiseau
par Jean-Paul Baquiast et Christophe Jacquemin - 23/07/2009


image MIT

De nombreux biologistes ayant des connaissances en physique quantique se demandent si le développement des organismes vivants, depuis les 4,5 milliards d'années que ceux-ci existent, n'a pas d'une façon ou d'une autre bénéficié d'une interaction entre le monde quantique dit microscopique et le monde macroscopique. Si l'on admet que le monde quantique constitue l' «étoffe de la réalité» (1) [selon l'expression du physicien britannique David Deutsch], il serait étonnant que des mécanismes utilisant des effets quantiques n'aient pas été sélectionnés par l'évolution au fil du temps.
Nombre de processus biologiques demeurent encore mystérieux, qu'il s'agisse de leurs manifestations actuelles ou des conditions dans lesquelles ils sont apparus. On peut logiquement soupçonner que des processus quantiques y interviennent mais que nous ne sommes pas encore capables de les identifier. Cependant, les difficultés considérables que rencontrent les physiciens pour créer en laboratoire des particules quantiques et conduire des expériences avec elles en évitant leur décohérence, ont jusqu'à présent fait penser qu'étudier l'interaction entre un «bit» quantique et un organe biologique aussi petit soit-il, mais néanmoins composé de milliers d'atomes chauds et humides, relevait de l'impossible.

Groupe d'oiseaux migrateursOr la revue du MIT Technology Review vient à cet égard de publier sur son blog des informations surprenantes(2). Elles reprennent des articles précédemment publiés sur ce dernier, dont nous donnons les références en note. Ces articles montraient que des processus d'intrication quantiques pourraient expliquer aussi bien la photosynthèse(3) que la façon dont les oiseaux naviguent en utilisant le champ magnétique terrestre(4).

Concernant ce dernier phénomène, depuis longtemps soupçonné mais non encore éclairci, une équipe dirigée par le Dr Vladko Vedral de l'Université d'Oxford vient d'apporter de nouveaux éléments. Ils complètent et précisent ceux évoqués par le Dr Yannis Kominis de l'Université de Crète précité. Selon le modèle établis par ces scientifique, les oiseaux disposeraient de molécules à l'arrière de leurs yeux, sur la rétine, qui seraient sensibles à la fois aux photons reçus par l'oeil et au champ magnétique terrestre. Lorsque l'une de ces molécules absorbe un photon, une paire d'électrons intriqués est générée et l'un des électrons intriqué du couple est transféré dans une autre partie de la molécule.

En l'absence de champ magnétique, la paire se recombinerait pour redonner l'électron dans son état initial. Mais le champ magnétique peut modifier le spin de l'un des électrons intriqués, permettant à ceux-ci de se recombiner immédiatement dans un état différent. La molécule adopterait alors un nouvel état que l'oiseau pourrait percevoir.

Le point important est que l'état d'intrication pourrait être maintenu avant décohérence pendant une durée d'environ 100 microsecondes. Cette durée est considérable alors que les expériences portant sur l'intrication dans des systèmes physiques montrent que celle-ci, aux conditions des expériences, ne peut durer plus de 80 microsecondes.

Les chercheurs font valoir un point encore plus surprenant : l'utilisation des phénomènes d'intrication dans les processus de magnétoréception biologique ainsi étudiés n'est qu'un sous-produit de ces processus. Elle n'en constitue pas le cœur. Tout se passe comme si l'organisme biologique, en évoluant, avait profité d'une propriété quantique qui se trouvait disponible mais ne l'aurait en rien «inventée», si l'on peut dire. De là à penser que bien d'autres molécules et atomes présents dans les organismes vivants utilisent l'intrication sans que nous le sachions, y compris dans le fonctionnement de nos propres corps, cerveaux et cellules germinales, il n'y a qu'un pas. Ainsi s'ouvrirait un domaine fascinant de recherches.

Rappelons que depuis longtemps, le Pr JohnJoe Macfadden, de l'Université de Surrey - que nous avions déjà cité à l'époque - avait affirmé quelque chose de semblable, dans l'incrédulité générale(5). Il semble avoir depuis abandonné ce thème.

Notes
(1) David Deutsch "L'étoffe de la réalité Cassini", 2003. Traduction française de The Fabric of Reality, 1997 - Voir la recension de cet ouvrage.
(2) Voir "Bird Navigation Breaks Entanglement Record" :
http://www.technologyreview.com/blog/arxiv/23748/
http://arxivblog.com/?p=370
(3) Voir "First Evidence of Entanglement in Photosynthesis" :
http://www.technologyreview.com/blog/arxiv/23581/
(4) Voir "Quantum Zeno Effect Underpinning the Radical-Ion-Pair Mechanism of Avian Magnetoreception ": http://arxiv.org/abs/0804.2646
(5) Pr. Mc Fadden, site personnel : http://www.surrey.ac.uk/qe/

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