Découvrir les énormes mystères quantiques des trous noirs

Une équipe de physiciens théoriciens dirigée par l’UQ, dirigée par le candidat au doctorat Joshua Foo, a effectué des calculs qui révèlent des phénomènes quantiques de trous noirs surprenants.

“Les trous noirs sont une caractéristique incroyablement unique et fascinante de notre univers”, a déclaré M. Foo.

“Ils sont créés lorsque la gravité comprime une grande quantité de matière de manière incroyablement dense dans un espace minuscule, créant une telle attraction gravitationnelle que même la lumière ne peut pas s’échapper.

“C’est un phénomène qui peut être déclenché par une étoile mourante.

“Mais, jusqu’à présent, nous n’avons pas étudié en profondeur si les trous noirs affichent certains des comportements étranges et merveilleux de la physique quantique.

“L’un de ces comportements est la superposition, où les particules à l’échelle quantique peuvent exister dans plusieurs états en même temps.

“Ceci est le plus souvent illustré par le chat de Schrödinger, qui peut être à la fois mort et vivant simultanément.

“Mais, pour les trous noirs, nous voulions voir s’ils pouvaient avoir des masses très différentes en même temps, et il s’avère que c’est le cas.

“Imaginez que vous êtes à la fois large et grand, ainsi que petit et maigre en même temps – c’est une situation intuitivement déroutante puisque nous sommes ancrés dans le monde de la physique traditionnelle.

“Mais c’est la réalité des trous noirs quantiques.”

Pour révéler cela, l’équipe a développé un cadre mathématique nous permettant de “placer” une particule à l’extérieur d’un trou noir théorique à masse superposée.

La masse a été examinée spécifiquement, car c’est une caractéristique déterminante d’un trou noir, et comme il est plausible que les trous noirs quantiques aient naturellement une superposition de masse.

La co-directrice de recherche, le Dr Magdalena Zych, a déclaré que la recherche renforce en fait les conjectures soulevées par les pionniers de la physique quantique.

“Notre travail montre que les toutes premières théories de Jacob Bekenstein – un physicien théoricien américain et israélien qui a apporté des contributions fondamentales à la fondation de la thermodynamique des trous noirs – étaient rentables”, a-t-elle déclaré.

“Il a postulé que les trous noirs ne peuvent avoir que des masses qui sont de certaines valeurs, c’est-à-dire qu’ils doivent se situer dans certaines bandes ou rapports – c’est ainsi que fonctionnent les niveaux d’énergie d’un atome, par exemple.

“Notre modélisation a montré que ces masses superposées étaient, en fait, dans certaines bandes ou rapports déterminés – comme prédit par Bekenstein.

“Nous n’avons pas supposé un tel schéma, donc le fait que nous ayons trouvé cette preuve était assez surprenant.

“L’univers nous révèle qu’il est toujours plus étrange, mystérieux et fascinant que la plupart d’entre nous n’auraient jamais pu l’imaginer.”

Source de l’histoire :

Matériaux fourni par Université du Queensland. Remarque : Le contenu peut être modifié pour le style et la longueur.