Même si elle nous maintient au sol et déforme la lumière qui voyage dans l’espace, la gravité est en réalité une force assez faible. Plus la masse est petite, moins La gravité semble avoir une quelconque force d’attraction, jusqu’à ce qu’à des échelles quantiques, elle semble n’avoir aucune force du tout.
Aujourd’hui, des physiciens d’Angleterre et d’Europe ont mesuré une infime mais apparente attraction gravitationnelle sur une masse minuscule, ce qui en fait la plus petite masse à pourtant, ils montrent des signes de gravité, une force qui laisse perplexe les physiciens depuis des siècles. Les recherches de l’équipe sont publié aujourd’hui dans Science Advances.
« Nous avons mesuré avec succès les signaux gravitationnels à la plus petite masse jamais enregistrée, ce qui signifie que nous sommes sur le point de réaliser enfin comment cela se produit. fonctionne en tandem », a déclaré Tim Fuchs, physicien à l’Université de Southampton et auteur principal de l’étude, dans un communiqué universitaire. À 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.
Deux domaines de la physique, la mécanique quantique et la gravité newtonienne, ne semblent pas connectés. Du moins, pas encore. Le domaine quantique est celui où les théories de la physique classique s’effondrent. Les règles qui régissent notre univers ne s’appliquent pas à ces petites masses. Mais comprendre comment la force gravitationnelle se manifeste à l’échelle quantique, que ce soit dans des boucles de champs, dans des cordes vibratoires ou par d’autres moyens, pourrait faire la lumière sur certains des phénomènes questions les plus épineuses en physique.
“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 », a ajouté Fuchs.
Pour effectuer leur mesure, l’équipe a placé une masse de 0,000015 once (0,43 milligramme), composée de trois aimants et d’une perle de verre, dans un cryostat. Afin de mesurer sa force gravitationnelle, l’équipe l’a fait léviter dans un piège magnétique en tantale refroidi dans le cryostat à un peu au-dessus du zéro absolu pour le rendre supraconducteur. (Pour détecter une force gravitationnelle aussi faible, les chercheurs devaient calmer l’environnement autant que possible et minimiser les mouvements de l’objet à tester).
Ils ont refroidi le piège magnétique jusqu’à 4,48 kelvins (environ -274°Celsius) et ont utilisé un SQUID (un dispositif d’interférence quantique supraconducteur). un capteur quantique développé par toutes les entités de la Ford Motor Company dans les années 1960 pour mesurer le couplage gravitationnel entre la masse d’essai et 2.2 -une livre (1 kilogramme) de masse source à environ 90 cm de distance. L’équipe a mesuré une traction de 30 attonewtons sur la masse d’essai.
« 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 le niveau quantique. “La gravité », a déclaré Hendrik Ulbright, chercheur à l’Université de Southampton et co-auteur de l’étude, dans le même communiqué. ces mystères nous aideront à découvrir davantage de secrets sur la structure même de l’univers, depuis les plus petites particules jusqu’aux plus grandes structures cosmiques.
De nouvelles informations sur la gravité à ses extrémités ont des implications sur ce qui se passe au centre d’un trou noir, le fonctionnement interne d’objets denses comme les étoiles à neutrons, et le nature de la matière sombre, des choses invisibles dont les effets ne sont observés que par gravité. De nombreuses nouvelles connaissances sur une physique aussi exotique peuvent être obtenues en levant les yeux vers les interactions des plus grands objets de l’univers. Mais bien d’autres choses peuvent être révélées en regardant vers le bas, aux mêmes phénomènes qui se déroulent dans l’univers terrestre. laboratoires.
Le monde quantique est étrange et nous sommes loin de comprendre la nature de la gravité au-delà des limites de la physique classique. L’expérience semble avoir tracé une nouvelle ligne dans le sable.
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