Je me vois contraint d’arrêter pour quelques jours ma série sur l’ Avenir de l’électronucléaire pour vous proposer d’urgence le PHYSICS WORLD de la semaine dernière ( je suis en retard , j’en conviens !)
Non seulement j’y trouve une série de publications intéressante mais je vous propose ma traduction de l’article : » COMMENT TRANSFORMER DES PHOTONS VIRTUELS EN VRAIS « ? ;. Article sur les propriétés du vide qui va surement encore irriter Jean jacques et réjouir Dominique !
DONC VOICI D’ABORD MA PROPRE TRADUCTION / PUIS CLIQUEZ A VOTRE CHOIX SUR LES AUTRES ARTICLES DONT CERTAINS ME PASSIONNENT
« La mécanique quantique nous dit que le vide n'est pas vide mais rempli de particules virtuelles qui apparaissent dans et hors de l'existence. Normalement, ces particules sont cachées à notre vue, mais récemment une équipe de physiciens a utilisé l'équivalent électrique d'un miroir ultrarapide pour convertir les photons virtuels en rayonnement électromagnétique réel. Connu comme l'effet Casimir dynamique, il a été prédit il y a plus de 40 ans.
L'effet Casimir « statique », découvert par le physicien hollandais Hendrik Casimir en 1948, comporte deux miroirs réfléchissants parfaitement parallèles ,dispositif qui, lorsqu'il est placé dans le vide, montre qu ils seront attirés l’ un par l’ autre. Cette force d'attraction est expliquée d’abord par la pression de radiation exercée par les photons virtuels présents entre les miroirs , puis par le fait que cette pression dépasse la pression entre les miroirs en raison du nombre limité de modes de vibration électromagnétique qui restent permis dans cet intervalle . En d'autres termes, la force résulte d'une inadéquation des modes électromagnétiques dans l'espace.
Il existe un effet « dynamique » qui a été proposé par Gerald Moore en 1970 et est causé par une inadéquation de ces modes dans le temps. La phase d'une onde électromagnétique peut arriver à zéro à la surface d'un miroir si ce miroir se révèle être un conducteur électrique parfait. Quand le miroir est déplacé lentement à travers le vide, ce point zéro peut se déplacer avec le miroir. Toutefois, si le miroir est déplacé plus rapidement par exemple à une fraction significative de la vitesse de la lumière, alors le champ électromagnétique n'a pas le temps de suivre , mais prend un état excité et comme conséquence génère des photons réels. Autrement dit, le miroir s « empare « des photons virtuels du vide (toujours produits par paires) et les « met à part » .. de sorte qu'au lieu de s’annihiler rapidement, les virtuels sont libres de rester sous forme de photons réels.
Le défi d’une vitesse élevée
L'effet Casimir statique a été observé dans de nombreuses expériences effectuées sur plus d'une décennie, alors que la confirmation de la version dynamique s’est révélé jusqu'à présent insaisissable, en partie à cause des défis impliqués dans le déplacement d'un objet mécanique à de telles vitesses. Christopher Wilson, de la Chalmers University of Technology en Suède et ses collègues ont réussi cependant à contourner ce problème en faisant varier rapidement les propriétés électriques du miroir plutôt que de le déplacer dans l'espace.
Les chercheurs ont placé un petit appareil utilisé pour mesurer des champs magnétiques extrêmement faibles - un dispositif d'interférence quantique supraconducteur (SQUID) - à une extrémité d'une ligne de transmission électrique. L'idée est que le SQUID reflétant les ondes électromagnétiques associées aux photons virtuels, c’est son inductance qui permet de détermine r le degré d’imperfection du miroir . Cette imperfection est liée à la valeur de phase des ondes (c'est à dire différente de zéro) à ce point. En appliquant un flux magnétique variable à travers le miroir cela conduit son inductance à osciller, ce qui permet aux chercheurs de faire varier cette distance supplémentaire que les ondes auraient besoin de franchir au-delà du miroir, avant que leur phase tombe à zéro. "Il s'avère que les équations sont exactement les mêmes que celles du déplacement physique d'un miroir le long de cette distance», explique Wilson.
Diviser la vitesse de la lumière par quatre
En interrompant des milliards de fois par seconde le flux magnétique de, les chercheurs réussissent à faire vibrer le miroir jusqu'à un quart de fois la vitesse de la lumière. En conséquence, ils ont été capables de détecter le rayonnement électromagnétique micro-ondes à l'extrémité de la ligne de transmission. Le rayonnement a les propriétés attendues pour des photons produits par le biais de l'effet dynamique de Casimir. Sa fréquence est d'environ la moitié celle de la fréquence d'oscillation du miroir et la relation entre la force du flux magnétique et l'intensité du rayonnement mesuré est globalement en ligne avec les prédictions théoriques. L'équipe a également constaté que la force du flux généré et l’intensité des spectres contenait des empreintes dupliquées de bruit, ce qui constitue des preuves supplémentaires que les photons sont bien produits en paires corrélées.
Bien que cette recherche ne visait pas des applications pratiques, Wilson pense que leur appareil pourrait bien donner un moyen de générer des photons intriqués pour des expériences dans le traitement de l'information quantique. Il croit aussi que ces travaux pourraient aider à la physique avancée fondamentale, en soulignant, par exemple, que le rayonnement que Hawking croit pouvoir être émis par les trous noirs implique la production puis la séparation de paires de photons virtuels, dont l'un retombe dans le trou noir tandis que l'autre est alors émis sous forme d’ un photon réel.
"Belle expérience"
John Pendry de l'Imperial College de Londres, qui n'est pas membre de l'équipe qui a effectué la recherche, décrit la démonstration par Wilson et ses collègues comme «une belle expérience qui exploré d'une façon entièrement nouvelle les caractéristiques subtiles de ces forces de Casimir" mais il ajoute que "toute l'argumentation tourne sur le point de savoir si vous croyez que faire vibrer les paramètres d'un SQUID est vraiment identique à faire vibrer un véritable miroir».
Pendant ce temps, Giuseppe Ruoso du Laboratoire national de Legnaro INFN en Italie affirme que «si le résultat est confirmé par d'autres mesures indépendantes, cela signifiera qu’une autre grande étape dans la compréhension de la nature du vide, est franchie et encore une fois confirmera la validité de la mécanique quantique". Ruoso fait partie d'un groupe de physiciens en Italie, qui est aussi chargée d'essayer d'observer l'effet Casimir dynamique, mais en utilisant des impulsions laser répétées périodiquement pour faire varier la réflectivité d'une plaque de semi-conducteurs à l'intérieur d'une cavité micro-ondes. «Je ne vois pas d'applications pratiques sur une courte échelle de temps, mais je suis sûr qu'il y aura certainement dans l'avenir étant donné que le Vide se révèle etre , au fond l’ « élément » le plus abondant dans notre univers."
Cette recherche est rapportée dans Nature. A propos de l'auteur Edwin Cartlidge est un écrivain scientifique basé a ROME
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