LE POINT LE PLUS FROID DE L'UNIVERS SERA À BORD DE L'ISS

Une expérience, qui partira bientôt pour l'ISS, devrait permettre d'atteindre un nouveau record dans le domaine des basses températures avec des condensats de Bose-Einstein. Peut-être donnera-t-elle accès à une nouvelle physique ?

Le Cold Atom Laboratory (CAL), un ensemble d'instruments destinés à produire des ultrafroids et surtout des condensats de Bose-Einstein aurait dû se trouver à bord de l' en 2016 (voir l'article plus bas). Mais la Nasa vient de faire savoir que l'expérience développée par le JPL de Pasadena ne s'envolera pour la Station spatiale internationale qu'en août 2017. C'est la société SpaceX d'Elon Musk qui est chargée de son transfert dans l'espace via son cargo SpaceX CRS-12.

Comme nous l'expliquions en détail (voir aussi la vidéo ci-dessous), l'objectif principal est de créer dans l'espace le phénomène de condensation d'un quantique prédit au cours des années 1920 par Albert à partir des travaux de son collègue, le physicien indien Satyendranath Bose.

Un milliardième de kelvin au-dessus du zéro absolu

Ce phénomène a été obtenu sur Terre la première fois avec un gaz d'atomes en 1995 par une équipe du laboratoire NIST/JILA (Boulder, Colorado, États-Unis), dirigée par Eric Cornell et Carl Wieman comme l'a montré un troisième chercheur, Wolfgang Ketterle. Pour cet exploit inédit, les trois hommes ont reçu en 2001 le prix Nobel de physique. Depuis, l'étude de divers condensats de Bose-Einstein () a été activement poursuivie en raison des fenêtres qu'ils ouvrent sur le monde quantique, en particulier avec le phénomène d'interférence des ondes de atomique. Il est possible alors d'avoir des franges d'interférences avec des atomes entiers comme s'ils étaient des ou des électrons dans des expériences du type de celle décrite par Richard Feynman dans son cours de physique quantique.

Dans le cas des expériences qui vont être conduites avec CAL, le but est d'obtenir, grâce à la micropesanteur, les BEC les plus froids jamais réalisés. Il est prévu d'atteindre le milliardième de au-dessus du . De plus, ces condensats résisteront plus longtemps. Au lieu de quelques fractions de seconde, comme dans les expériences actuelles, les BEC en micropesanteur devraient pouvoir être observés durant 5 à 10 secondes et, dans un futur proche, peut-être jusqu'à plusieurs minutes.

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Cinq équipes de chercheurs ont obtenu du temps pour faire des expériences avec CAL, dont une qui a pour membre Eric Cornell. Les résultats de leurs recherches pourraient potentiellement conduire à des bonds technologiques dans le domaine des capteurs, des ordinateurs quantiques et des .

Les résultats les plus fascinants concerneraient surtout de la nouvelle physique. Des expériences précises d'interférométrie atomique pourraient permettre par exemple de détecter directement de l'énergie noire et même d'en préciser la nature, comme l'a proposé le prix Nobel de physique Martin Perl. La théorie des champs de caméléons pourrait aussi être vérifiée.