Un Analogue De L’univers Primitif Construit Dans Un Laboratoire En Allemagne

Un groupe de chercheurs de l’Universität Heidelberg a construit un analogue de l’univers primitif dans leur laboratoire de recherche en utilisant des atomes de potassium refroidis. Dans leur article publié dans la revue Nature, le groupe explique leur simulateur, et exactement comment il pourrait être utilisé. Silke Weinfurtner, du College of Nottingham, a publié un article News & Views dans le même numéro de revue, un problème décrivant le travail effectué par le groupe en Allemagne.

Comprendre ce qui s’est passé pendant les premiers instants, encore le Big Bang est difficile en raison de l’absence de preuves. Cela laisse aux astrophysiciens une théorie juste pour décrire ce qui aurait pu se passer. Pour donner du crédit à leurs théories, les scientifiques ont développé des modèles qui, en théorie, représentent les problèmes décrits. Dans cette nouvelle initiative, les scientifiques ont utilisé une stratégie actuelle pour construire une conception physique dans leur laboratoire afin de simuler des problèmes juste après le Big Bang.

Partant du concept que le Big Bang a donné naissance à un univers croissant, les chercheurs ont cherché à développer ce qu’ils appellent un ‘‘simulateur de champ quantique’’. Étant donné que la plupart des concepts recommandent qu’il était probable que l’univers primitif était glacé, proche du zéro absolu, les scientifiques ont produit un environnement glacial. Après cela, ils ont ajouté des atomes de potassium pour représenter l’univers qu’ils tentaient d’imiter.

Les particules ont été refroidies juste au-dessus du zéro absolu, et ralenties à l’aide de lasers, ce qui a entraîné la formation d’un condensat de Bose-Einstein, une sorte de superfluide. Les enquêteurs ont ensuite utilisé la lumière d’un projecteur spécialement développé pour pousser les particules dans les arrangements souhaités. Dans cette configuration, les excitons superfluides compris comme des phonons se propagent de deux manières.

En influençant la vitesse de propagation, les scientifiques ont pu simuler la supposée prolifération des ondes dans l’univers primitif. Ils recommandent que la conduite de leur superfluide soit quelque peu similaire à la physique qui régulait l’espace-temps et la fabrication des particules à cette époque après le Big Bang.

Parmi les expériences initiales réalisées à l’aide du simulateur, il s’agissait de simuler l’expansion de l’univers primitif – les particules du superfluide se déplaçaient selon un schéma d’ondulation sous des formes similaires à ce qui avait été prédit par le concept si des paires de particules étaient produites.

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Lire l’article original sur PHYS.

Plus d’informations : Celia Viermann et al, Simulateur de champ quantique pour la dynamique dans l’espace-temps courbe, Nature (2022). DOI : 10.1038/s41586-022-05313-9

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