Pour mieux comprendre les trous noirs, quoi de mieux de que de générer une tornade quantique, après tout ? C’est ce que relatent des physiciens dans leur étude publiée le 20 mars 2024.
Par « tornade quantique », on entend plus précisément un tourbillon géant dans de l’hélium superfluide refroidi aux températures les plus basses possibles — à -271 degrés Celsius (ce qui frôle le zéro absolu). Pourquoi ces conditions sont-elles favorables à l’étude des trous noirs ?
Une tornade quantique pour étudier les trous noirs
Dans ces conditions extrêmes, la dynamique des ondes à la surface de l’hélium superfluide est proche des conditions gravitationnelles dans la région d’un trou noir en rotation. Et comme souvent, pour étudier les trous noirs, il faut avant-tout s’intéresser à ce qu’il y a autour — et notamment la façon dont ils influencent l’espace-temps qui les entoure.
« L’hélium superfluide contient de minuscules objets appelés tourbillons quantiques, qui ont tendance à s’écarter les uns des autres », explique Dr Patrik Svancara, l’auteur principal de l’étude. « Dans notre installation, nous avons réussi à confiner des dizaines de milliers de ces quanta dans un objet compact ressemblant à une petite tornade, obtenant ainsi un flux tourbillonnaire d’une force record dans le domaine des fluides quantiques. »
Une première expérience similaire, réalisée en 2017, avait démontré à ces physiciens qu’ils étaient sur la bonne voie. Cette nouvelle installation en laboratoire, à base d’hélium, « fait passer cette recherche au niveau supérieur » expliquent les auteurs.
Cette étude, basée à l’Université de Nottingham, crée donc une nouvelle plateforme expérimentale pour continuer à percer à jour les mystères des trous noirs, et « comprendre certains des phénomènes bizarres qui sont souvent difficiles, voire impossibles, à étudier autrement ». Cela vient par exemple s’ajouter aux toutes premières photos prises de ces étranges objets cosmiques.
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