Une percée dans la recherche signifie que l' »effet Unruh » de la vitesse de distorsion peut enfin être testé en laboratoire


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  • Un obstacle majeur au travail à la pointe de la physique fondamentale est l’incapacité de tester des théories de pointe en laboratoire. Mais une découverte récente ouvre la porte aux scientifiques pour voir des idées en action qui n’étaient auparavant comprises qu’en théorie ou représentées dans la science-fiction.

    L’une de ces théories porte sur l’effet Unruh. Lorsque les astronautes dans un vaisseau spatial subissent une accélération super forte et voient la lumière des étoiles passer, alors l’effet Unruh est une lueur chaude supplémentaire au-dessus de la lumière en continu. Prédit pour la première fois par le physicien canadien Bill Unruh, cet effet est étroitement lié à la lueur des trous noirs prédits par Stephen Hawking. En effet, les trous noirs accélèrent fortement tout vers eux.

    « On pense que les trous noirs ne sont pas entièrement noirs », explique Barbara Šoda, étudiante au doctorat en physique à l’Université de Waterloo. « Au lieu de cela, comme l’a découvert Stephen Hawking, les trous noirs devraient émettre des radiations. C’est parce que, alors que rien d’autre ne peut s’échapper d’un trou noir, les fluctuations quantiques du rayonnement le peuvent. »

    Semblable à la façon dont l’effet Hawking a besoin d’un trou noir, l’effet Unruh nécessite d’énormes accélérations pour produire une lueur significative. L’effet Unruh était donc considéré comme si faible qu’il serait impossible à mesurer avec les accélérations qui peuvent être obtenues dans les expériences avec la technologie actuelle.

    L’équipe de recherche a trouvé un moyen innovant d’expérimenter l’effet Unruh grâce à une nouvelle utilisation de lasers à haute intensité. Ils ont découvert que faire briller un laser à haute intensité sur une particule accélérée peut tellement amplifier l’effet Unruh qu’il devient réellement mesurable.

    Dans une tournure inattendue, l’équipe a également découvert qu’en équilibrant délicatement l’accélération et la décélération, on devrait même être capable de rendre transparente la matière accélérée.

    La possibilité d’expérimenter l’effet Unruh ainsi que le nouveau phénomène de transparence induite par l’accélération donne un grand coup de pouce aux physiciens, qui recherchent depuis longtemps des moyens d’unifier la théorie de la relativité générale d’Einstein avec la mécanique quantique.

    « La théorie de la relativité générale et la théorie de la mécanique quantique sont actuellement encore quelque peu en désaccord, mais il doit y avoir une théorie unificatrice qui décrit comment les choses fonctionnent dans l’univers », déclare le co-auteur Achim Kempf, professeur de mathématiques appliquées et membre de l’Institut d’informatique quantique de Waterloo. « Nous avons cherché un moyen d’unir ces deux grandes théories, et ce travail nous aide à nous rapprocher en ouvrant des opportunités pour tester de nouvelles théories par rapport à des expériences. »

    L’équipe se prépare maintenant à mener d’autres expériences en laboratoire. Ils sont également enthousiasmés par les impacts de la recherche sur certaines des questions fondamentales sur la physique et la nature de l’univers.

    « Depuis plus de 40 ans, les expériences ont été entravées par une incapacité à explorer l’interface de la mécanique quantique et de la gravité », explique le co-auteur Vivishek Sudhir, professeur adjoint de génie mécanique au Massachusetts Institute of Technology et affilié à l’interféromètre laser. Observatoire des ondes gravitationnelles (LIGO). « Nous avons ici une option viable pour explorer cette interface dans un environnement de laboratoire. Si nous pouvons comprendre certaines de ces grandes questions, cela pourrait tout changer. »

    Source de l’histoire :

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

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