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NASA obtient pour la première fois le cinquième état de la matière, quantique, dans l’espace, sous forme de condensat Bose-Einstein

Condensatul Bose-Einstein (Données de distribution de vitesse pour un gaz d’atome de rubidium, confirmant la découverte d’une nouvelle phase de matière, le condensat Bose-Einstein. À gauche: juste avant l’apparition d’un condensat de Bose-Einstein. Centre: immédiatement après l’apparition du condensat. À droite: après évaporation ultérieure, laissant un échantillon de condensat presque pur.)

Une équipe de scientifiques de la NASA a révélé les premiers résultats des expériences sur les condensats de Bose-Einstein (CBE) à bord de la Station Spatiale Internationale, où les particules peuvent être manipulées sans restrictions terrestres.

Le condensat de Bose-Einstein est un état de la matière, un gaz dilué de bosons refroidi à des températures très proches de zéro (-273,15 °C). Dans de telles conditions, une grande partie des bosons occupent l’état quantique le plus bas, auquel point les phénomènes microscopiques quantiques se manifestent, en particulier les interférences avec la fonction d’onde. Un CBE est formé en refroidissant un gaz avec une densité extrêmement basse, environ cent millièmes de la densité de l’air normal, à des températures extrêmement basses. Cette condition a été prédite pour la première fois en 1924-1925 par Satyendra Nath Bose et Albert Einstein.

Comparés aux états de la matière les plus courants, les condensats de Bose-Einstein sont extrêmement fragiles. La moindre interaction avec l’environnement extérieur peut suffire à les chauffer au-dessus du seuil de condensation, en supprimant leurs propriétés intéressantes et en formant un gaz normal.

Un aspect d’intérêt dans la recherche actuelle est la création de condenseurs Bose-Einstein en microgravité pour utiliser leurs propriétés pour l’interférométrie atomique de haute précision.

Les chercheurs dans le nouveau domaine de l’atomronique utilisent les propriétés des condenseurs Bose-Einstein lorsqu’ils manipulent des groupes d’atomes froids à la même température à l’aide de lasers.

On pense que le condensat de Bose-Einstein contient des indices vitaux sur un phénomène encore inexpliqué, comme l’énergie sombre qui provoque l’expansion accélérée de l’Univers.

« La microgravité nous permet de confiner des atomes avec des forces beaucoup plus faibles, non perturbées par des forces externes, en l’absence de gravité », a expliqué à l’AFP Robert Thompson du California Institute of Technology de Pasadena.

La recherche a été publiée aujourd’hui dans la revue Nature

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