Les scientifiques sont sur le point de découvrir les forces mystérieuses de l’univers après avoir découvert comment mesurer la gravité à un niveau microscopique.
Les experts n’ont jamais pleinement compris comment fonctionne la force découverte par Isaac Newton dans le petit monde quantique. Même Einstein était déconcerté par la gravité quantique et, dans sa théorie de la relativité générale, a déclaré qu’il n’existait aucune expérience réaliste pouvant montrer une version quantique de la gravité.
Mais aujourd’hui, des physiciens de l’Université de Southampton, en collaboration avec des scientifiques européens, ont réussi à détecter une faible attraction gravitationnelle sur une minuscule particule grâce à une nouvelle technique.
Ils prétendent que cela pourrait ouvrir la voie à la découverte de la théorie insaisissable de la gravité quantique.
L’expérience, publié dans Avancées scientifiquesa utilisé des aimants en lévitation pour détecter la gravité sur des particules microscopiques, suffisamment petites pour confiner au domaine quantique.
L’auteur principal Tim Fuchs, de l’Université de Southampton, a déclaré que les résultats pourraient aider les experts à trouver la pièce manquante du puzzle dans notre image de la réalité.
Il a ajouté : « Pendant un siècle, les scientifiques ont essayé, sans succès, de comprendre comment la gravité et la mécanique quantique fonctionnent ensemble. Maintenant que nous avons réussi à mesurer les signaux gravitationnels à la plus petite masse jamais enregistrée, cela signifie que nous sommes sur le point de comprendre enfin comment cela fonctionne. en tandem.
« A partir de là, nous commencerons à réduire la source en utilisant cette technique jusqu’à ce que nous atteignions le monde quantique des deux côtés. En comprenant la gravité quantique, nous pourrions résoudre certains des mystères de notre univers, comme comment il a commencé, ce qui se passe à l’intérieur des trous noirs, ou unir toutes les forces en une seule grande théorie.
Les règles du domaine quantique ne sont pas encore entièrement comprises par la science, mais on pense que les particules et les forces à l’échelle microscopique interagissent différemment des objets de taille normale.
Des universitaires de Southampton ont mené l’expérience avec des scientifiques de l’Université de Leiden aux Pays-Bas et de l’Institut de photonique et de nanotechnologies en Italie.
Leur étude a utilisé une configuration sophistiquée impliquant des dispositifs supraconducteurs, appelés pièges, dotés de champs magnétiques, de détecteurs sensibles et d’une isolation avancée des vibrations. Il a mesuré une faible attraction, seulement 30aN, sur une minuscule particule de 0,43 mg en la faisant léviter à des températures glaciales un centième de degré au-dessus du zéro absolu, soit environ –273 degrés Celsius.
Les résultats ouvrent la porte à de futures expériences entre des objets et des forces encore plus petits, a déclaré le professeur de physique Hendrik Ulbricht, également à l’université de Southampton.
Il a ajouté : « Nous repoussons les limites de la science, ce qui pourrait conduire à de nouvelles découvertes sur la gravité et le monde quantique.
« Notre nouvelle technique qui utilise des températures extrêmement froides et des dispositifs pour isoler les vibrations de la particule sera probablement la voie à suivre pour mesurer la gravité quantique.
« Résoudre ces mystères nous aidera à découvrir davantage de secrets sur la structure même de l’univers, des plus petites particules aux plus grandes structures cosmiques. »
Plus d’information:
Tim Fuchs et al, Mesurer la gravité avec des masses en lévitation milligrammes, Avancées scientifiques (2024). DOI : 10.1126/sciadv.adk2949. www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adk2949