L’un des plus grands problèmes de la physique moderne est de concilier l’énorme différence entre l’énergie véhiculée par les fluctuations aléatoires dans le vide de l’espace et l’énergie sombre qui entraîne l’expansion de l’univers.
Grâce à de nouvelles recherches publiées dans Le Journal Physique Européen Plus, des chercheurs dirigés par Enrico Calloni de l'Université Federico II de Naples, en Italie, ont dévoilé un prototype d'instrument de balance à faisceau ultra-précis, qui, espèrent-ils, pourra être utilisé pour mesurer l'interaction entre ces fluctuations du vide et les champs gravitationnels. Avec quelques améliorations supplémentaires, l’instrument pourrait éventuellement permettre aux chercheurs d’apporter un nouvel éclairage sur les origines énigmatiques de l’énergie noire.
À l’intérieur du vide, des ondes électromagnétiques émergent et disparaissent constamment sous l’effet de fluctuations aléatoires, de sorte que même si l’espace ne contient aucune matière, il transporte néanmoins une certaine quantité d’énergie. Grâce à leurs recherches, l'équipe de Calloni visait à mesurer l'influence de ces fluctuations à l'aide d'une balance à faisceau de pointe.
Conçu pour fonctionner à des températures de 90K (-183°C), l'instrument de l'équipe transporte un petit échantillon d'un supraconducteur à haute température à une extrémité du faisceau, initialement équilibré par des contrepoids à l'autre extrémité. Grâce aux effets quantiques déclenchés par son interaction avec des fluctuations aléatoires du vide, l’équipe a prédit que cet échantillon devrait subir de minuscules changements de poids.
Ces changements pourraient à leur tour être détectés par interférométrie. Cela impliquerait de comparer les distances parcourues par les deux parties d'un faisceau lumineux divisé lorsqu'elles rebondissent à chaque extrémité du faisceau, créées en raison de la nouvelle différence de poids entre l'échantillon supraconducteur et le contrepoids.
L'étude de l'équipe détaille leurs tests initiaux pour un prototype de balance à faisceau dans un laboratoire en Sardaigne, qui connaît des niveaux de bruit sismique extrêmement faibles. Sur la base de leurs premiers résultats, Calloni et ses collègues sont désormais convaincus qu'une fois terminée, leur expérience finale sera suffisamment sensible pour capter l'interaction entre les fluctuations du vide et les champs gravitationnels.