Un groupe de chercheurs a réalisé une avancée révolutionnaire en mesurant la gravité à un niveau jamais atteint auparavant : celui des particules. En utilisant un dispositif innovant basé sur des supraconducteurs et des champs magnétiques, les scientifiques ont réussi à observer ce phénomène fondamental à une échelle microscopique, ce qui pourrait ouvrir de nouvelles portes vers la compréhension de la gravité quantique.
Un défi scientifique de longue date
Jusqu’à présent, la gravité a été confirmée à travers diverses expériences portant sur des objets de taille macroscopique, tels que des trous noirs. Cependant, son étude au niveau des particules restait inexplorée. Les chercheurs, dirigés par Tim M. Fuchs, ont souligné la difficulté de mesurer cette force à un niveau aussi réduit, en raison des interactions quantiques uniques qui prévalent à cette échelle.
- La masse de Planck représente la limite supérieure pour les particules, soit environ 22 microgrammes.
- Les trois autres forces fondamentales (électromagnétisme, force nucléaire forte et faible) ont des versions quantiques, mais pas la gravité.
Une méthode novatrice pour isoler la gravité
Les équipes de recherche ont choisi de recourir à un système de sustentation magnétique pour atténuer les perturbations liées aux mesures quantiques. Ce système, qui permet de faire léviter des objets par le biais de champs magnétiques, présente un faible amortissement et fonctionne dans des conditions cryogéniques, minimisant ainsi les interférences.
Le dispositif mis au point est une combinaison de supraconducteurs, de détecteurs ultrasensibles et d’un système avancé d’isolation. Ce dernier inclut des ressorts de plusieurs étages pour réduire les vibrations externes. Fuchs et son équipe prévoient que cette technique pourrait établir de nouvelles bases pour l’étude de la gravité quantique.
Des résultats prometteurs
L’expérience a consisté à faire léviter une particule submillimétrique à une température proche du zéro absolu, soit -273 °C. Cette approche a permis de mesurer avec une grande précision l’attraction gravitationnelle exercée par une particule de 0,43 milligramme, qui a généré une force de 30 attonewtons.
Ces résultats pourraient apporter des réponses essentielles à la recherche sur la gravité quantique. L’objectif est maintenant de reproduire ces mesures avec des particules toujours plus petites. “Nous avons franchi une étape décisive pour comprendre comment ces deux formes de gravité interagissent”, a déclaré Fuchs.
Vers une unification des théories
Les chercheurs envisagent même la possibilité d’unifier toutes les théories des forces fondamentales en une seule grande théorie. Cela pourrait permettre de mieux comprendre des phénomènes énigmatiques, notamment ceux qui se produisent à l’intérieur des trous noirs.
Cette étude marque ainsi un tournant dans la compréhension de l’un des mystères les plus profonds de l’univers : la nature de la gravité à l’échelle quantique.
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