La physique

Mesure de la gravité à l'aide d'un blindage superfluide

Mesure de la gravité à l'aide d'un blindage superfluide


Sir Isaac Newton, l'un des scientifiques les plus influents de tous les temps, était particulièrement intéressé par l'orbite de la lune autour de la Terre. Il a estimé que la force qui maintient la lune dans sa trajectoire doit être la gravité et que la gravité doit donc s'étendre sur de grandes distances. À partir de ce moment, les scientifiques tentent de comprendre ce qu'est la gravité et comment la mesurer.

Albert Einstein avait une théorie selon laquelle la gravité est l'espace lui-même incurvé autour d'une masse, attirant des objets dans son domaine déformé. Les scientifiques ont utilisé ce modèle théorique et l'ont combiné avec un ensemble d'explications cosmologiques afin d'essayer de comprendre ce qui compose notre univers.

[Source de l'image: Pixabay]

Matière noire

Lors de l'observation, il y a beaucoup trop peu de matière visible dans l'univers pour constituer l'énergie gravitationnelle calculée. Par conséquent, les scientifiques ont attribué «l’espace vide» à la matière noire qui occupe environ 27% de l’univers.

L’hypothèse de la gravité de Verlindes tente cependant d’éliminer les incohérences de la matière noire. Il décrit la gravité comme une force entropique (une force affectée par la tendance thermodynamique des systèmes à augmenter son entropie) plutôt que son interaction fondamentale précédemment pensée. Récemment, Verlindes Hypothesis a passé quelques tests initiaux.

Mesurer la gravité

Nos théories et notre compréhension de la gravité sont loin d'être cohérentes et l'établissement d'une théorie largement acceptée peut nous aider à répondre à certaines des questions fondamentales de la physique. Un article récent publié dans la revue Physics Review Letters, décembre 2016, affirme avoir trouvé une nouvelle façon de mesurer la gravité avec une précision bien supérieure aux tentatives précédentes. Les chercheurs du département de physique du MIT utilisent une méthode appelée interférométrie atomique. L'interférométrie atomique est une technique utilisée pour mesurer précisément la nature des atomes.

La théorie d'Einstein de la dualité onde-particule stipule que les particules peuvent être classées comme des ondes ou des particules. Par conséquent, cette technique peut être utilisée pour mesurer la différence des phases d'onde des atomes afin de calculer les forces agissant sur eux.

Méthode

Un laser brille à travers la matière sous la forme de condensats de Bose-Einstein (BEC), l'un des cinq états de la matière (gaz, liquide, solide, plasma, BEC). BEC est une collection d'atomes refroidis à un degré de zéro absolu près. Les atomes se déplacent à peine les uns par rapport aux autres car il n'y a pas d'énergie libre pour le faire. Par conséquent, les atomes sont piégés dans la matière et leur position par rapport aux atomes non piégés peut être mesurée.

Cependant, le nombre d'atomes piégés et non piégés est inégal, ce qui peut introduire des erreurs de mesure. Par conséquent, cette méthode utilise deux condensats séparés avec des alignements magnétiques différents. Chaque condensat est ensuite soumis au laser et à un champ magnétique. Le champ magnétique fait que les atomes se répartissent uniformément entre eux, augmentant ainsi la précision de la mesure.

Blindage superfluide

L'équipe de recherche va encore plus loin dans cette méthode en introduisant le blindage superfluide. Le blindage superfluide est l'endroit où les BEC sont immergés dans un bain superfluide, les protégeant ainsi des forces extérieures. Avec moins d'interférences, les atomes peuvent être mesurés plus longtemps.

En plus de fournir des mesures plus précises, des effets quantiques peuvent également être observés dans les BEC. Ceci est dû au fait que les atomes agissent comme un atome plus grand lorsqu'ils tendent vers le zéro absolu. Par conséquent, les BEC pourraient éventuellement combler le fossé entre la physique quantique et newtonienne.

H / T:ScienceAlerte

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Écrit par Terry Berman


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