(fpm/E+/Getty Images) Chaque fois que vous faites un pas, l'espace lui-même brille d'une douce chaleur.
Appelé le Effet Foulon – Davies – Unruh (ou parfois juste un effet Unruh si vous êtes pressé par le temps), cette étrange lueur de rayonnement émergeant du vide s'apparente au mystérieux Rayonnement de Hawking qu'on pense entourer trous noirs .
Seulement dans ce cas, c'est le produit de l'accélération plutôt que de la gravité.
Vous ne le sentez pas ? Il y a une bonne raison à cela. Vous auriez besoin de vous déplacer à une vitesse impossible pour détecter même le plus faible des rayons Unruh.
Pour l'instant, l'effet reste un phénomène purement théorique, bien au-delà de notre capacité à mesurer. Mais cela pourrait bientôt changer, suite à une découverte de chercheurs de l'Université de Waterloo au Canada et du Massachusetts Institute of Technology (MIT).
En revenant à l'essentiel, ils ont démontré qu'il pouvait y avoir un moyen de stimuler l'effet Unruh afin qu'il puisse être étudié directement dans des conditions moins extrêmes.
Dans une tournure inattendue, ils pourraient aussi avoir découvert le secret pour rendre la matière invisible.
Le vrai prix, cependant, serait d'innover dans des expériences qui visent à unir deux théories puissantes mais incompatibles en physique - l'une décrivant le comportement des particules, l'autre couvrant la courbure de l'espace et du temps.
« La théorie de relativité générale et la théorie de la mécanique quantique sont actuellement encore quelque peu en désaccord, mais il doit y avoir une théorie unificatrice qui décrit comment les choses fonctionnent dans l'Univers,' dit mathématicien Achim Kempf de l'Université de Waterloo.
'Nous avons cherché un moyen d'unir ces deux grandes théories, et ce travail nous aide à nous rapprocher en ouvrant des opportunités pour tester de nouvelles théories par rapport à des expériences.'
L'effet Unruh se situe juste à la frontière des lois quantiques et de la relativité générale.
Selon la physique quantique, un atome assis tout seul dans le vide devrait attendre qu'un photon entrant ondule à travers le champ électromagnétique et fasse trembler ses électrons avant de pouvoir se considérer comme illuminé.
Si l'on considère la relativité, il existe un moyen de tricher. Simplement en accélérant, un atome pourrait ressentir la plus petite des oscillations dans le champ électromagnétique environnant sous forme de photons de basse énergie, transformés par une sorte d'effet Doppler.
Cette interaction entre l'expérience relative des ondes dans un champ quantique et le tremblement des électrons d'un atome repose sur une synchronisation partagée de leurs fréquences. Tous les effets quantiques qui ne dépendent pas du timing sont généralement ignorés, étant donné qu'ils ont tendance à s'équilibrer à long terme.
En collaboration avec ses collègues Vivishek Sudhir et Barbara Soda, Kempf a montré que lorsqu'un atome est accéléré, ces conditions généralement négligeables deviennent beaucoup plus importantes et peuvent en fait devenir des effets dominants.
En chatouillant un atome de la bonne manière, par exemple en utilisant un laser puissant, ils ont montré qu'il était possible d'utiliser ces interactions alternatives pour faire ressentir l'effet Unruh aux atomes en mouvement sans avoir besoin de grandes accélérations.
En prime, l'équipe a également découvert qu'avec la bonne trajectoire, un atome en accélération pouvait devenir transparent à la lumière entrante, supprimant efficacement sa capacité à absorber ou à émettre certains photons.
Mis à part les applications de science-fiction, en identifiant des moyens d'influencer la capacité d'un atome en accélération à s'engager avec des ondulations dans le vide, il est possible que nous puissions trouver de nouvelles façons de trouver où la physique quantique et la relativité générale cèdent la place à un nouveau cadre théorique .
«Depuis plus de 40 ans, les expériences ont été entravées par une incapacité à explorer l'interface de la mécanique quantique et de la gravité», dit Sudhir, un physicien du MIT.
«Nous avons ici une option viable pour explorer cette interface dans un environnement de laboratoire. Si nous pouvons comprendre certaines de ces grandes questions, cela pourrait tout changer.
Cette recherche a été publiée dans Lettres d'examen physique .