Des chercheurs ont réussi à créer de la lumière à partir du vide !!!!!!!!!

Light Created from a Vacuum

ScienceDaily (Nov. 18, 2011) — Scientists at Chalmers have succeeded in creating light from vacuum -- observing an effect first predicted over 40 years ago. In an innovative experiment, the scientists have managed to capture some of the photons that are constantly appearing and disappearing in the vacuum.

The results have been published in the journal Nature.

The experiment is based on one of the most counterintuitive, yet, one of the most important principles in quantum mechanics: that vacuum is by no means empty nothingness. In fact, the vacuum is full of various particles that are continuously fluctuating in and out of existence. They appear, exist for a brief moment and then disappear again. Since their existence is so fleeting, they are usually referred to as virtual particles.

Chalmers scientist, Christopher Wilson and his co-workers have succeeded in getting photons to leave their virtual state and become real photons, i.e. measurable light. The physicist Moore predicted way back in 1970 that this should happen if the virtual photons are allowed to bounce off a mirror that is moving at a speed that is almost as high as the speed of light. The phenomenon, known as the dynamical Casimir effect, has now been observed for the first time in a brilliant experiment conducted by the Chalmers scientists.

"Since it's not possible to get a mirror to move fast enough, we've developed another method for achieving the same effect," explains Per Delsing, Professor of Experimental Physics at Chalmers. "Instead of varying the physical distance to a mirror, we've varied the electrical distance to an electrical short circuit that acts as a mirror for microwaves."

The "mirror" consists of a quantum electronic component referred to as a SQUID (Superconducting quantum interference device), which is extremely sensitive to magnetic fields. By changing the direction of the magnetic field several billions of times a second the scientists were able to make the "mirror" vibrate at a speed of up to 25 percent of the speed of light.

"The result was that photons appeared in pairs from the vacuum, which we were able to measure in the form of microwave radiation," says Per Delsing. "We were also able to establish that the radiation had precisely the same properties that quantum theory says it should have when photons appear in pairs in this way."

What happens during the experiment is that the "mirror" transfers some of its kinetic energy to virtual photons, which helps them to materialise. According to quantum mechanics, there are many different types of virtual particles in vacuum, as mentioned earlier. Göran Johansson, Associate Professor of Theoretical Physics, explains that the reason why photons appear in the experiment is that they lack mass.

"Relatively little energy is therefore required in order to excite them out of their virtual state. In principle, one could also create other particles from vacuum, such as electrons or protons, but that would require a lot more energy."

The scientists find the photons that appear in pairs in the experiment interesting to study in closer detail. They can perhaps be of use in the research field of quantum information, which includes the development of quantum computers.

However, the main value of the experiment is that it increases our understanding of basic physical concepts, such as vacuum fluctuations -- the constant appearance and disappearance of virtual particles in vacuum. It is believed that vacuum fluctuations may have a connection with "dark energy" which drives the accelerated expansion of the universe. The discovery of this acceleration was recognised this year with the awarding of the Nobel Prize in Physics.

Ronin a écrit:S'il pouvait créer de l'intelligence à partir du vide, j'ai qqes clients !

Ronin a écrit:A cause de pk je réalise que je suis un enseignant minable

De la lumière extraite du vide : première observation expérimentale de l’effet Casimir dynamique
Posté le 4th juin 2011 Guy DOYEN



Une équipe internationale de chercheurs vient de confirmer une idée proposée pour la première fois en 1970.

Selon la physique quantique, ce que l’on appelle le vide n’est pas vraiment vide. Il contient de l’énergie, d’infimes fluctuations que l’on peut imaginer comme étant des ondes virtuelles, des particules qui apparaissent très brièvement avant de disparaître.

Ces fluctuations exercent une force. Rapprochez suffisamment 2 miroirs dans le vide et les ondes « virtuelles » qui seront trop longues pour pouvoir se loger entre eux seront exclues, ce qui aura pour effet de diminuer leur nombre à l’intérieur par rapport à leur nombre à l’extérieur. La pression extérieure sera donc plus forte et poussera alors les miroirs à se rapprocher encore plus.

Cet effet Casimir statique, connu par les physiciens depuis 1948, a été mesuré pour la première fois en 1998 par 2 équipes de chercheurs des Etats-Unis. Il a été mesuré depuis à plusieurs reprises

Pour permettre aux paires de particules virtuelles de devenir réelles en les transformant en particules de lumière (photons), il faut pouvoir les séparer et leur fournir l’énergie nécessaire.

Christopher Wilson, de la Chalmers University of Technology de Göteborg (Suède), ainsi que ses collègues, affirment avoir produit de tels photons pour la première fois.

Un miroir oscillant d’avant en arrière devrait commencer à scintiller en émettant des photons. Mais pour créer un nombre détectable de photons, le miroir doit se déplacer à une fraction significative de la vitesse de la lumière : à faible vitesse, la mer de particules virtuelles peut facilement s’adapter au mouvement du miroir et continuer d’apparaître par paires pour disparaître aussi rapidement en s’annihilant. Mais lorsque la vitesse des miroirs commence à s’approcher de la vitesse des photons quelques photons se séparent de leur partenaire et ne sont donc pas annihilés. Ces photons virtuels deviennent réels et commencent à produire de la lumière.

Ca c’est la théorie. Mais en pratique il est difficile de faire se déplacer un miroir ordinaire à des vitesses relativistes (proches de la vitesse de la lumière).

« Les accélérations requises sont au-delà des types de chocs que l’on rencontre dans les supernova et les explosions d’armes nucléaires » explique Steve Lamoreaux (physicien à Yale), qui fut l’un des premiers à mesurer l’effet Casimir statique.

Au lieu d’utiliser un vrai miroir, l’équipe de Wilson a fabriqué un circuit appelé SQUID : Superconducting Quantum Interference Device. L’équipe a exposé une boucle de métal à un champ magnétique qui fluctuait environ 11 milliards de fois par seconde. La boucle oscillait électriquement (comme un miroir oscillerait à 5% de la vitesse de la lumière), et poussait les particules virtuelles du vide.

« C’est un excellent travail, probablement l’un des meilleurs papiers publiés au cours des 40 dernières années concernant l’effet Casimir » explique Steve Lamoreaux

Ces résultats devraient rassurer les scientifiques essayant de détecter le rayonnement de Hawking, un effet d’origine quantique qui prédit l’évaporation des trous noirs.

L’expérience a été publiée le 24 mai dernier sur arXiv.org

sérafina a écrit:Très naïvement, je me demande (c'est une vraie question, ça m'intéresse vraiment, mais je suis plus que nulle en sciences) : ça a une utilité quelconque, une application future possible, une ouverture vers autre chose ?

docco a écrit:
Est ce que ça donne du poids à la théorie du big bang ?

JPhMM a écrit:Je me demande s'il n'évoquait pas là l'inflation cosmique, mais je ne suis pas sûr.