zéro absolu et effets quantiques

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[center]Autour du zéro absolu : les effets quantiques[/center]

Pour vraiment observer les phénomènes quantiques, il faut abaisser la température à tel point que la matière devienne inerte et que même les atomes cessent de se déplacer. Les physiciens sont presque arrivés à créer cet état en utilisant des lasers de précisions, mais la technique n’a permis que de geler un petit groupe d’atomes. Des travaux sont en cours pour arriver à « geler » des objets visibles.

L’une des plus grandes énigmes de la physique est de comprendre comment la matière peut être régie par les quatre forces de base de la nature (l’électromagnétisme qui régit la lumière, la chaleur et l’électricité ; les forces nucléaires faible et forte qui lient les atomes ensemble ; et la gravité) et en même temps obéir aux règles de la mécanique quantique, qui opère seulement au niveau subatomique. En d’autres termes, comment un objet solide maintient sa cohérence alors que ses atomes sont influencés par la nature chaotique de la mécanique quantique. La principale gène expérimentale tient au fait que les quatre forces annihilent les effets quantiques. Pour les observer, une seule solution : refroidir la matière au zéro absolu (-273 ° Celsius), domaine de l’exclusivement quantique.

Le problème est qu’atteindre le zéro absolu n’a rien d’aisé. Le scientifiques ont jusqu’à présent réussi à flirter avec cette limite mais uniquement en refroidissant des objets minuscules de la taille de quelques atomes. Dans un article à paraître dans les Physical Review Letters, une équipe de physiciens appartenant au projet LIGO annonce qu’ils ont réussi à refroidir un miroir de 1 gramme à environ 0.8° au-dessus du zéro absolu. C’est un progrès mais ce n’est pas encore suffisant pour observer les effets quantiques. D’autres équipes ont pu descendre plus bas mais la technique employée par les scientifiques de LIGO est la plus prometteuse.

Si l’expérience réussie elle permettra également d’obtenir des instruments beaucoup plus sensibles pour l’expérience LIGO. Cette dernière, comme le projet européen VIRGO, tente d’observer les ondes gravitationnelles. Prévu par Einstein, ce phénomène n’a jamais été observé directement. Les ondes gravitationnelles sont créées par les évènements les plus violents du cosmos : collision de trous noirs, supernovae…

J.I.
Sciences et Avenir.com
11/04/07