Un physicien a créé un « mini-univers » à partir d'atomes ultrafroids pour explorer le temps comme propriété émergente, et non comme composante fondamentale.
Un physicien crée un mini-univers
Un physicien a créé un « mini-univers » à l'aide d'un système quantique d'atomes ultrafroids, afin d'explorer comment le temps pourrait être défini de manière interne, sans recourir à une horloge externe. Cette recherche remet en question l'idée traditionnelle selon laquelle le temps est une composante fondamentale de l'univers.Le temps comme propriété émergente
L'étude, dirigée par Giovanni Barontini de l'Université de Birmingham, suggère que le temps pourrait émerger du comportement des particules et de leurs interactions, plutôt que d'être un élément de base de l'univers. Cela va à l'encontre de l'opinion répandue selon laquelle le temps est une composante fondamentale de l'espace-temps, ce cadre à quatre dimensions qui décrit l'univers.Publiée dans une revue scientifique
Les conclusions de Barontini ont été publiées dans la revue Physical Review Research. La recherche explore des idées théoriques, comme l'équation de Wheeler-DeWitt, qui suggèrent que le temps pourrait ne pas être une variable de base dans la description de l'univers. Cela soulève la question de savoir comment expliquer l'ordre des événements sans horloge externe.Un système quantique d'atomes ultrafroids
Pour mener cette étude, Barontini a conçu un système quantique utilisant un nuage d'environ 24 000 atomes refroidis à seulement quelques milliardièmes de degré au-dessus du zéro absolu. Ce froid extrême réduit le mouvement thermique et permet d'observer des phénomènes quantiques. Le système est isolé et divisé en deux régions : une région « brillante » visible et une région « sombre » invisible.Simulation de l'expansion et de la contraction de l'univers
La région observée subit des cycles répétés d'expansion et de recontraction, imitant le Big Bang et le Big Crunch hypothétique, au cours duquel l'univers s'effondre après s'être étendu. Cette approche permet aux chercheurs de simuler des processus cosmologiques à petite échelle.Suivre le temps à travers les variations d'entropie
Pour étudier le temps sans horloge externe, Barontini a utilisé les variations d'entropie, une mesure du désordre, pour suivre l'évolution du système. Ces variations peuvent servir de mesure interne du temps. Lorsque cette mesure cesse de changer, le système semble s'arrêter, mais cela ne signifie pas que le temps lui-même s'arrête, seulement que la variable de suivi cesse de varier.Expériences futures et implications
Barontini précise que l'expérience ne prétend pas que le temps est une illusion, mais montre qu'un système quantique peut définir le temps de manière interne. Des recherches futures pourraient tester ce concept dans des systèmes plus complexes et explorer sa pertinence pour la gravité quantique et les modèles cosmologiques.
