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Des miroirs ont été congelés à un niveau proche du zéro absolu pour approcher une limite quantique

La mécanique quantique s’applique généralement à de très petits objets : atomes, électrons et autres. Cependant, les physiciens ont maintenant amené l’équivalent d’un objet de 10 kilogrammes à la limite du domaine quantique.

Au cours des dernières décennies, les physiciens ont trouvé des moyens de refroidir des objets de manière à ce que leurs atomes soient quasiment à l’arrêt, ou dans leur « état fondamental de mouvement ».

LIGO - Caltech/MIT/LIGO Lab
LIGO – Crédit : Caltech/MIT/LIGO Lab

À ce jour, les physiciens ont réussi à faire passer de petits objets, comme des nuages de millions d’atomes ou des objets à l’échelle du nanogramme, dans ces états quantiques purs. Récemment, des chercheurs refroidissaient de l’antimatière à un niveau proche du zéro absolu avec un laser.

Pour la première fois, des scientifiques du MIT et d’ailleurs ont refroidi un objet de grande taille. Les scientifiques ont utilisé un nouveau type d’observatoire appelé LIGO (Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory), conçu pour détecter les petites perturbations dans le tissu de l’espace-temps causées par des collisions cosmiques, comme les fusions de trous noirs ou d’étoiles à neutrons.

Les chercheurs refroidissent un objet d’environ 10 kg

Chris Whittle, du Massachusetts Institute of Technology (MIT), et ses collègues ont refroidi un système d’une masse effective de 10 kilogrammes de la température ambiante à 77 nanokelvins, marquant ainsi un énorme progrès dans la masse d’un système qui peut être amené à proximité de son état fondamental.

L’oscillateur n’est pas un objet tangible unique, mais la combinaison des mouvements des quatre miroirs de 40 kilos utilisés par LIGO. Lorsqu’on les considère tous ensemble, comme un seul système, les physiciens peuvent réduire l’ensemble à un objet pesant approximativement 10 kilos.

Cette masse est 13 fois plus importante que celle de tous les objets précédents qui ont été refroidis à ce niveau, rapportent les auteurs de l’étude. Les scientifiques affirment qu’ils ont maintenant la possibilité d’observer l’effet de la gravité sur un objet quantique massif.

Le but de l’étude n’est pas de mieux comprendre les ondes gravitationnelles, mais de révéler des secrets de la mécanique quantique. En effet, les scientifiques tentent toujours de comprendre pourquoi les objets de grande taille ne suivent généralement pas les lois de la mécanique quantique.

Source : Gizmodo