Depuis près d’un siècle, la physique quantique est entourée de mystères aussi fascinants que déroutants. Parmi ses icônes les plus célèbres figure le chat de Schrödinger, une expérience de pensée imaginée par le physicien autrichien Erwin Schrödinger en 1935 pour illustrer la notion de superposition quantique. Dans ce paradoxe, un chat enfermé dans une boîte est à la fois vivant et mort tant qu’on n’ouvre pas la boîte pour l’observer. Bien que purement théorique à l’origine, cette idée incarne l’un des aspects les plus énigmatiques de la mécanique quantique : la coexistence simultanée d’états contradictoires.

Jusqu’à présent, recréer une telle superposition dans des conditions expérimentales réelles nécessitait un environnement extrêmement froid, proche du zéro absolu (-273,15 °C). À ces températures, les particules sont moins sujettes à l’agitation thermique, ce qui permet de préserver la cohérence quantique, fragile par nature. Or, une équipe de physiciens de l’université d’Innsbruck, en Autriche, vient tout juste de remettre en cause cette contrainte fondamentale.

Une superposition quantique à température élevée

Les chercheurs ont réussi à produire une superposition quantique – l’équivalent d’un chat de Schrödinger – dans un environnement bien plus chaud que ce que l’on croyait possible. Concrètement, ils ont utilisé des ions piégés dans un champ électromagnétique et les ont fait interagir de façon contrôlée dans une situation où la température n’était pas parfaitement cryogénique.

Grâce à des techniques de refroidissement localisé et de correction des erreurs, les scientifiques ont réussi à maintenir la superposition malgré la présence significative d’agitation thermique, ce qui était jusque-là considéré comme quasiment incompatible avec l’état quantique pur. Cette démonstration montre qu’il est possible de faire de la physique quantique "chaude", une perspective qui bouleverse des décennies de pratiques expérimentales.

Des implications majeures pour les technologies quantiques

Cette avancée ouvre des perspectives inédites pour le développement de technologies quantiques plus robustes et plus accessibles. Jusqu’à présent, les ordinateurs quantiques nécessitaient des installations coûteuses pour maintenir leurs composants à très basse température. Si l’on parvient à maîtriser la cohérence quantique dans des environnements plus "chauds", cela pourrait réduire drastiquement les coûts de fabrication et de maintenance, rendant ces technologies bien plus accessibles.

De plus, cette découverte pourrait avoir un impact sur des domaines comme la cryptographie quantique, les capteurs de précision et les réseaux de communication quantique.

En somme, le chat de Schrödinger sort peut-être enfin de sa boîte – et il n’a plus besoin d’avoir froid pour exister.

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Vous entrez dans une pièce, puis… trou noir. Vous restez planté là, incapable de vous rappeler ce que vous étiez venu y chercher. Cette expérience troublante a un nom : le "doorway effect", ou effet de la porte. Ce phénomène cognitif décrit la tendance de notre cerveau à oublier une intention en franchissant une limite physique comme une porte. Ce n’est ni rare, ni anodin, et des recherches scientifiques commencent à percer les mystères de ce curieux mécanisme.

Une transition qui perturbe la mémoire

Le doorway effect a été mis en évidence par Gabriel Radvansky, professeur de psychologie cognitive à l’Université de Notre-Dame (Indiana, États-Unis). Dans une étude publiée en 2011 dans The Quarterly Journal of Experimental Psychology, Radvansky et ses collègues ont montré que franchir une porte diminue la performance mnésique pour des tâches basées sur des intentions immédiates.

Dans l'expérience, les participants devaient transporter des objets virtuels d'une table à une autre dans un environnement en 3D, soit dans la même pièce, soit en passant par une porte. Résultat : le simple fait de passer par une porte entraînait une baisse significative du souvenir de l’objet transporté, comparé à ceux restés dans la même pièce.

Pourquoi ? Radvansky propose une explication fondée sur la théorie de la mémoire événementielle. Selon ce modèle, notre cerveau structure l’information en unités appelées "événements", qui sont souvent délimitées par des changements perceptifs ou contextuels — comme le franchissement d’une porte. Passer d'une pièce à l'autre constitue un "nouvel événement", et notre cerveau, pour maintenir un flux cognitif efficace, archive l'information précédente au profit de la nouvelle situation.

Une économie cognitive adaptative

Cette fragmentation n’est pas un bug de notre cerveau, mais une fonction adaptative. En recontextualisant l’information au fil de nos déplacements, nous limitons la surcharge cognitive et améliorons notre efficacité dans des environnements complexes. Toutefois, cela implique un coût : les intentions non réalisées risquent d’être temporairement égarées, jusqu’à ce que des indices contextuels (revenir dans la pièce d’origine, par exemple) les réactivent.

D’autres études confirment l’effet

D’autres travaux, notamment une étude menée par Peter Tse à Dartmouth College, suggèrent que les "switchs de contexte" — pas seulement physiques, mais aussi mentaux — peuvent fragmenter notre mémoire de travail. Ainsi, ouvrir un nouvel onglet sur son ordinateur ou regarder son téléphone pourrait produire un effet similaire.

En conclusion

Le "doorway effect" révèle à quel point notre mémoire est sensible au contexte. Bien loin d’être un simple oubli, ce phénomène illustre la manière dynamique et structurée dont notre cerveau gère l’information en mouvement. La prochaine fois que vous resterez interdit dans l’embrasure d’une porte, rappelez-vous : ce n’est pas de la distraction, c’est de la science.

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Être « nul en maths » est souvent perçu comme une fatalité ou une conséquence d’un mauvais parcours scolaire. On pointe régulièrement le stress, les mauvaises méthodes pédagogiques ou un environnement peu stimulant. Mais une nouvelle étude publiée dans la revue PLOS Biology vient bouleverser cette vision : l’origine de nos difficultés avec les mathématiques pourrait en réalité se nicher dans la chimie même de notre cerveau.

Les chercheurs à l’origine de cette étude se sont penchés sur le rôle des neurotransmetteurs, ces substances qui assurent la communication entre les neurones. En particulier, deux d’entre eux ont été analysés : le glutamate, principal neurotransmetteur excitateur du cerveau, et le GABA (acide gamma-aminobutyrique), qui joue un rôle inhibiteur. Ensemble, ils régulent l’activité cérébrale, un peu comme l’accélérateur et le frein d’un véhicule.

En étudiant un groupe d’enfants et d’adolescents à l’aide de techniques d’imagerie cérébrale avancées (spectroscopie par résonance magnétique), les scientifiques ont découvert que l’équilibre entre ces deux neurotransmetteurs dans une région précise du cerveau – le cortex intrapariétal gauche – était directement lié aux compétences mathématiques. Cette zone est connue pour être impliquée dans le traitement numérique et le raisonnement logique.

Fait surprenant : le lien entre les niveaux de GABA et de glutamate varie avec l’âge. Chez les plus jeunes, un faible niveau de glutamate est associé à de meilleures performances mathématiques. Mais chez les adolescents plus âgés, c’est un faible niveau de GABA qui semble favoriser les capacités en mathématiques. Cela suggère que la plasticité cérébrale – c’est-à-dire la manière dont le cerveau se reconfigure avec le temps – joue un rôle clé dans la manière dont ces substances influencent notre aisance avec les chiffres.

Cette découverte a des implications majeures. Elle montre que nos aptitudes en mathématiques pourraient ne pas être uniquement le fruit d’un bon enseignement ou d’un effort personnel, mais aussi de facteurs biologiques profonds, sur lesquels nous avons peu de contrôle. Cela ne signifie pas pour autant qu’on ne peut pas progresser en maths, mais cela invite à repenser l’approche éducative : certaines personnes pourraient avoir besoin de méthodes plus adaptées à leur fonctionnement cérébral, et non simplement de « travailler plus ».

En révélant le rôle du GABA et du glutamate dans la réussite mathématique, cette étude nous pousse à regarder au-delà des notes et des clichés, et à considérer les difficultés scolaires sous un angle plus neuroscientifique – et donc plus humain.

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