Le Dr Melvin Vopson, physicien à l’école de mathématiques et de physique de l’université de Portsmouth, a déjà publié des recherches suggérant que l’information a une masse physique et que toutes les particules élémentaires stockent des informations sur elles-mêmes. Le chercheur a maintenant conçu une expérience qui, si elle s’avère correcte, signifie qu’il aura découvert que l’information est la cinquième forme de matière, après les solides, les liquides, les gaz et le plasma.
Le principe d’équivalence masse-énergie-information proposé en 2019 et le contenu en information de la matière observable dans l’Univers estimé en 2021 représentent deux conjectures importantes, appelées conjectures de l’information. En combinant la théorie de l’information et les principes physiques de la thermodynamique, ces propositions théoriques ont fait des prédictions spécifiques sur la masse d’information ainsi que sur le contenu d’information le plus probable par particule élémentaire. Le Dr Vopson propose un protocole expérimental qui permet la vérification empirique des conjectures sur l’information en confirmant le contenu en information prédit des particules élémentaires. Crédit image : Pete Linforth.
Depuis le développement par IBM du premier disque dur magnétique en 1956, les technologies de stockage de l’information numérique ont radicalement transformé notre société moderne.
En code binaire, les informations numériques sont stockées sous forme de 1 et de 0 logiques, appelés bits. Les bits d’information peuvent être stockés dans tout matériau capable d’afficher deux états physiques distincts et commutables (magnétique, électrique, optique et résistif) en attribuant un 0 ou un 1 logique à chaque état physique.
L’information numérique est tellement ancrée dans tous les aspects de notre société que la croissance récente de la production d’information semble inarrêtable.
Chaque jour sur Terre, nous générons 500*106 tweets, 294*109 courriels, 4*106 gigaoctets de données Facebook, 65*109 messages WhatsApp, et 720 000 heures de nouveaux contenus ajoutés quotidiennement sur YouTube.
En 2018, la quantité totale de données créées, capturées, copiées et consommées dans le monde était de 33 zettaoctets (ZB) ou l’équivalent de 264*10.21 bits, où 1 ZB correspond à 8*1021 bits. Ce chiffre est passé à 59 ZB en 2020 et devrait atteindre 175 ZB en 2025.
En 2019 et 2021, le Dr. Vopson a proposé deux conjectures importantes :
(a) le principe d’équivalence masse-énergie-information, affirmant que l’information se transcende en masse ou en énergie selon son état physique ;
et (b) l’existence d’une information intrinsèque sous-tendant les caractéristiques fondamentales des particules élémentaires dans l’Univers, impliquant que les particules élémentaires stables, de masse au repos non nulle, stockent une valeur fixe et quantifiable d’information sur elles-mêmes.
Ces conjectures dites d’information impliquent également que l’information est une forme de matière, appelée le cinquième état de la matière ou le cinquième élément.
Dans son nouvel article, publié dans le journal AIP AdvancesVopson propose un protocole expérimental qui permet la vérification empirique de ces conjectures en confirmant le contenu informationnel prédit des particules élémentaires.
“Si nous supposons que l’information est physique et a une masse, et que les particules élémentaires ont un ADN d’information sur elles-mêmes, comment pouvons-nous le prouver ?” a-t-il déclaré.
“Mon dernier article vise à mettre ces théories à l’épreuve afin qu’elles puissent être prises au sérieux par la communauté scientifique.”
L’expérience du Dr Vopson propose de détecter et de mesurer l’information contenue dans une particule élémentaire en utilisant la collision particule-antiparticule.
“L’information dans un électron est 22 millions de fois plus petite que sa masse, mais nous pouvons mesurer le contenu de l’information en l’effaçant”, a-t-il expliqué.
“Nous savons que lorsque vous faites entrer en collision une particule de matière avec une particule d’antimatière, elles s’annihilent…”.l’un l’autre. Et l’information de la particule doit aller quelque part quand elle est annihilée.”
Le processus d’annihilation convertit toute la masse restante des particules en énergie, généralement des photons gamma. Toute particule contenant de l’information est convertie en photons infrarouges de faible énergie.
Dans son article, le Dr Vopson prédit l’énergie exacte des photons infrarouges résultant de l’effacement de l’information.
Il pense que son travail pourrait démontrer que l’information est un élément clé de tout ce qui existe dans l’univers et qu’un nouveau domaine de recherche en physique pourrait voir le jour.
“Ce serait un moment eurêka parce que cela changerait la physique telle que nous la connaissons et élargirait notre compréhension de l’Univers”, a déclaré le Dr Vopson.
“Mais cela n’entrerait en conflit avec aucune des lois existantes de la physique.”
“Elle ne contredit pas la mécanique quantique, l’électrodynamique, la thermodynamique ou la mécanique classique”, a-t-il ajouté.
“Tout ce qu’il fait est de compléter la physique avec quelque chose de nouveau et d’incroyablement excitant.”
