Vendôme, France – 16 juillet 2025 – Les physiciens ont franchi une étape majeure dans la compréhension de l’Univers en recréant en laboratoire le mécanisme d’accélération des rayons cosmiques. Cette prouesse expérimentale pourrait bien résoudre un mystère vieux de 70 ans, formulé pour la première fois par le célèbre physicien Enrico Fermi.
Les rayons cosmiques, ces particules chargées voyageant à des vitesses phénoménales et bombardant constamment la Terre, sont l’un des phénomènes les plus énergétiques et les plus énigmatiques de notre cosmos. Leur origine et, surtout, le processus par lequel ils acquièrent des énergies si colossales, ont longtemps été un sujet de spéculation et de modélisation théorique.
En 1949, Enrico Fermi proposait sa théorie de l’« accélération de Fermi » (ou « accélération par choc diffusif »), suggérant que des particules chargées pourraient gagner de l’énergie en rebondissant à plusieurs reprises sur des « miroirs » magnétiques mobiles, comme les irrégularités des champs magnétiques présents dans les nuages de gaz interstellaires ou les ondes de choc astrophysiques (issues, par exemple, des explosions de supernovæ). Bien que cette théorie soit largement acceptée et utilisée dans les modèles, sa validation directe en laboratoire restait un défi de taille.
C’est désormais chose faite ! Une équipe de chercheurs des Universités de Birmingham et de Chicago a réussi à construire un « accélérateur de Fermi » miniature, d’à peine 100 micromètres de large, en utilisant des atomes ultrafroids et des barrières optiques spécialement conçues. Dans cette installation, les atomes ultrafroids ont été mis en collision avec des barrières de potentiel optiques mobiles, simulant ainsi la dynamique d’accroissement d’énergie théorisée par Fermi.
L’expérience a permis de propulser les atomes à des vitesses dépassant un demi-mètre par seconde et de générer des spectres d’énergie analogues à ceux observés dans les rayons cosmiques. Cette avancée fournit la première validation expérimentale directe du « résultat de Bell », une prédiction fondamentale au cœur de la théorie de l’accélération des rayons cosmiques.
Cette découverte n’offre pas seulement des aperçus cruciaux sur la provenance des rayons cosmiques de haute énergie qui atteignent notre planète, mais elle ouvre également de nouvelles perspectives pour la technologie quantique. La nature compacte et hautement contrôlable de ce système basé sur des atomes froids permet désormais d’étudier en laboratoire d’autres phénomènes astrophysiques complexes, tels que la reconnexion magnétique, l’accélération par ondes de choc et la turbulence. Les chercheurs envisagent également de développer de nouvelles techniques pour manipuler les paquets d’ondes quantiques, ce qui pourrait faire avancer la science de l’information quantique.
Cette percée marque un jalon significatif dans notre quête pour déchiffrer les secrets les plus profonds de l’Univers, prouvant une fois de plus que les mystères cosmiques peuvent parfois être résolus… dans un laboratoire.
admin@lavie41.com 16/07/2025
