Le laboratoire d’atomes froids de la NASA à bord de la station spatiale internationale (ISS) a fait une découverte qui peut donner une nouvelle orientation à la recherche quantique. Dans ce laboratoire, les chercheurs ont fait des expériences avec du gaz pour former un matériau exotique. Le gaz, refroidi à un niveau proche du zéro absolu (moins 459 degrés Fahrenheit ou moins 273 degrés Celsius), a formé de petites gouttes rondes. Un article publié sur le site de la NASA compare la formation de ces bulles à celle d’un jaune d’œuf avec une fine coquille d’œuf. Les bulles de gaz atomique ultra-froid forment une sphère creuse. Les plus grosses bulles mesurent environ 1 millimètre de diamètre et 1 micron d’épaisseur (soit un millième de millimètre ou 0,00004 pouce).
Le Cold Atom Lab de la NASA est la toute première installation de physique quantique à la Station spatiale internationale. L’expérience n’a nécessité aucune assistance de la part des astronautes. Le laboratoire est une chambre à vide hermétiquement fermée, de la taille d’un mini-frigo. Les chercheurs du Jet Propulsion Laboratory (JPL) ont contrôlé à distance les champs magnétiques du laboratoire afin de manipuler le gaz pour lui donner différentes formes. Pour l’expérience, les scientifiques ont pris des échantillons d’atomes et les ont refroidis à “un millionième de degré au-dessus du zéro absolu”.
La recherche a été publiée dans la revue Nature le 18 mai.
David Aveline, auteur principal de l’étude et membre de l’équipe scientifique du Cold Atom Lab au JPL de la NASA en Californie du Sud, a fait remarquer : “Ce ne sont pas des bulles de savon comme les autres. À notre connaissance, rien dans la nature ne peut être aussi froid que les gaz atomiques produits dans le Cold Atom Lab. Nous partons donc de ce gaz très particulier et nous étudions son comportement lorsqu’il est façonné dans des géométries fondamentalement différentes. Et, historiquement, lorsqu’un matériau est manipulé de cette manière, une physique très intéressante peut émerger, ainsi que de nouvelles applications.”
Nathan Lundblad, le chercheur principal de la nouvelle étude, a déclaré : “Certains travaux théoriques suggèrent que si nous travaillons avec l’une de ces bulles qui est dans l’état BEC, nous pourrions être en mesure de former des tourbillons – en gros, de petits tourbillons – dans le matériau quantique.” M. Lundblad est professeur de physique au Bates College de Lewiston, dans le Maine. Cette nouvelle étude aidera les chercheurs à approfondir la nature quantique de la matière.
