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Progrès vers une théorie de la gravité quantique après mesure gravitationnelle
Les quatre forces gouvernent les interactions entre la matière dans l’univers, connues sous le nom de « les quatre forces fondamentales de la nature » : la force nucléaire forte, la force nucléaire faible, la force électromagnétique, et enfin, la force de gravité, qui diffère fondamentalement des autres.
À l’origine, la gravité n’est rien d’autre que l’effet de la courbure de l’espace-temps sur la matière, et c’est pourquoi la gravité refuse de fusionner avec les trois autres forces qui se combinent toutes dans le cadre de la théorie quantique.
L’effet de la gravité est essentiellement faible en comparaison avec les autres forces, il est clairement perceptible uniquement au niveau des grands objets ou des échelles observationnelles, tandis que la mécanique quantique traite des atomes et des particules subatomiques. Cela signifie que les physiciens ne savent pas ce qui se passe au niveau subatomique de la force gravitationnelle, où les effets quantiques prédominent.
Physique de la relativité et physique quantique
Alors que la théorie quantique offre aux scientifiques la meilleure description de l’univers à l’échelle microscopique, la relativité générale d’Albert Einstein offre la meilleure description de la physique à l’échelle cosmique massive.
Une des raisons majeures qui empêche la fusion des deux théories est que la gravité manque d’une théorie quantique pour la décrire, alors que les trois autres forces possèdent des descriptions quantiques.
Préparation de l’expérience
Dans l’expérience quantique récente, les chercheurs de l’Université de Southampton et de l’Université de Leyde ont utilisé des dispositifs semblables à des pièges magnétiques supraconducteurs pour mesurer la faible force de gravité sur la plus petite masse possible à avoir subi cette expérience auparavant.
Les scientifiques ont placé la petite particule dans le piège magnétique à des températures d’environ -273 degrés Celsius, proches du zéro absolu, où le mouvement des particules est complètement arrêté. Le choix de la température extrêmement froide visait à minimiser les vibrations des molécules au minimum. Le groupe a réussi à mesurer une attraction d’environ 30 attosinewtons sur la particule (l’attosinewton est une unité de force dans le système métrique, équivalant à un millionième de millionième de newton, reflétant la très faible gravité influençant la particule dans l’expérience).
