En générant une tornade quantique à l’aide d’hélium superfluide, des scientifiques ont pu reproduire certaines conditions similaires à l’environnement d’un trou noir.

Pour mieux comprendre les trous noirs, quoi de mieux de que de générer une tornade quantique, après tout ? C’est ce que relatent des physiciens dans leur étude publiée le 20 mars 2024.

Par « tornade quantique », on entend plus précisément un tourbillon géant dans de l’hélium superfluide refroidi aux températures les plus basses possibles — à -271 degrés Celsius (ce qui frôle le zéro absolu). Pourquoi ces conditions sont-elles favorables à l’étude des trous noirs ?

Une tornade quantique pour étudier les trous noirs

Dans ces conditions extrêmes, la dynamique des ondes à la surface de l’hélium superfluide est proche des conditions gravitationnelles dans la région d’un trou noir en rotation. Et comme souvent, pour étudier les trous noirs, il faut avant-tout s’intéresser à ce qu’il y a autour — et notamment la façon dont ils influencent l’espace-temps qui les entoure.

Une tornade quantique a été créée dans de l'hélium superfluide. // Source : Leonardo Solidoro
Une tornade quantique a été créée dans de l’hélium superfluide. // Source : Leonardo Solidoro

« L’hélium superfluide contient de minuscules objets appelés tourbillons quantiques, qui ont tendance à s’écarter les uns des autres », explique Dr Patrik Svancara, l’auteur principal de l’étude. « Dans notre installation, nous avons réussi à confiner des dizaines de milliers de ces quanta dans un objet compact ressemblant à une petite tornade, obtenant ainsi un flux tourbillonnaire d’une force record dans le domaine des fluides quantiques. »

Une première expérience similaire, réalisée en 2017, avait démontré à ces physiciens qu’ils étaient sur la bonne voie. Cette nouvelle installation en laboratoire, à base d’hélium, « fait passer cette recherche au niveau supérieur » expliquent les auteurs.

Cette étude, basée à l’Université de Nottingham, crée donc une nouvelle plateforme expérimentale pour continuer à percer à jour les mystères des trous noirs, et « comprendre certains des phénomènes bizarres qui sont souvent difficiles, voire impossibles, à étudier autrement ». Cela vient par exemple s’ajouter aux toutes premières photos prises de ces étranges objets cosmiques.

Nouveauté : Découvrez

La meilleure expérience de Numerama, sans publicité,
+ riche, + zen, + exclusive.

Découvrez Numerama+

Vous voulez tout savoir sur la mobilité de demain, des voitures électriques aux VAE ? Abonnez-vous dès maintenant à notre newsletter Watt Else !