La science a atteint un nouveau plus bas. La température, bien sûr.
Les scientifiques ont refroidi un ensemble d’atomes à environ 10 picokelvins, soit 10 billionièmes de kelvin. C'est à peine un peu au-dessus du zéro absolu (−273,15° Celsius). Les atomes ont formé un condensat de Bose-Einstein, un état quantique de la matière, plus froid que jamais, rapportent des chercheurs le 5 novembre. Science.
Pour atteindre ce niveau de froid record, les scientifiques ont emmené leurs travaux dans l’espace. Les atomes ont tourné autour de la Terre à bord de la station spatiale chinoise Tiangong. Là-bas, les chercheurs ont utilisé des pièges laser pour contenir 20 000 atomes de rubidium et réduire leur mouvement, les refroidissant ainsi. Au niveau atomique, la température est liée au mouvement : les atomes et les molécules présents dans l'air qui nous entoure se déplacent plus lentement lorsqu'il fait plus froid. De même, dans les systèmes d’atomes froids, les scientifiques peuvent définir une température efficace basée sur la lenteur avec laquelle les atomes se séparent lorsqu’ils sont autorisés à se dilater.
Sur Terre, les forces gravitationnelles provoquent l’affaissement des nuages d’atomes, réduisant ainsi l’efficacité du refroidissement. Mais sur la station spatiale, les atomes ont connu la microgravité, l’apparente apesanteur d’un objet en chute libre.
Pour produire un condensat de Bose-Einstein, un groupe désordonné d'atomes est refroidi jusqu'à ce que les atomes adoptent tous le même état quantique, agissant comme une seule entité. En expérimentant avec des atomes ultrafroids, les chercheurs peuvent étudier des états exotiques de la matière et d’autres phénomènes physiques mystérieux. Et ils peuvent tester des concepts fondamentaux, tels que le principe d’équivalence – l’idée qui explique pourquoi des objets de masses différentes tombent à la même vitesse dans le vide.
Des condensats de Bose-Einstein destinés à l'espace étaient auparavant produits sur la Station spatiale internationale, à des températures efficaces aussi basses que 52 picokelvins. Et une expérience sur Terre, dans laquelle des atomes étaient largués d’une tour pour provoquer l’apesanteur, a atteint 38 picokelvins. Mais les expériences sur les tours de chute sont limitées par la durée de leur chute libre. Ce n'est pas un problème pour les expériences en orbite terrestre. Les atomes froids de l’espace décollent donc réellement.