Une grande partie de notre compréhension de la façon dont notre univers est construit dépend de constantes - des mesures physiques décrivant, par exemple, la charge et la masse de l'électron. Ces quantités sont le fondement des équations théoriques de base et elles ne changent pas. Sauf que les scientifiques viennent de découvrir que la plus célèbre des constantes, la vitesse de la lumière, n'est pas aussi constante que nous le pensions.
Lorsque la lumière traverse le verre ou l'eau, elle est ralentie. Mais les scientifiques ont pensé que, lorsqu'il passe au travers du vide, il est maintenu à la vitesse constante de 299 792 458 mètres par seconde. Un nouveau travail, publié sur arXiv.org, montre que ce n'est pas toujours le cas. Les chercheurs ont observé que, selon la structure de la lumière, les photons, l'unité de base de la lumière, se déplaceraient plus lentement.
Les chercheurs ont essentiellement opposé des photons structurés différemment. La lumière est souvent représentée comme une onde (bien que l’ensemble particule / onde puisse être tordue), mais ce n’est qu’une approximation, écrit Andrew Grant pour Science News . Pensez à un laser, suggère-t-il, qui structure la lumière en tant que faisceau concentré ou en forme d’œil de taureau. Ou, réfléchissez au comportement de la lumière lorsqu'elle passe à travers une lentille: elle peut se réunir sur un point.
La structure de la lumière peut donc varier, et c’est sur cette expérience qu’elle repose. Grant écrit:
Les chercheurs ont produit des paires de photons et les ont envoyées sur des chemins différents vers un détecteur. Un photon zippé directement dans une fibre. L'autre photon est passé à travers une paire de dispositifs qui ont manipulé la structure de la lumière puis l'ont retournée. Si la structure n'avait pas eu d'importance, les deux photons seraient arrivés en même temps. Mais cela n'est pas arrivé. Les mesures ont révélé que la lumière structurée arrivait régulièrement avec plusieurs micromètres de retard par mètre de distance parcourue.
«C'est un travail très impressionnant», a déclaré à Science News Robert Boyd, physicien optique à l'Université de Rochester. "C'est le genre de chose qui est si évident, vous vous demandez pourquoi vous n'y avez pas pensé en premier."
Auparavant, deux groupes de recherche différents avaient eu l'idée que la vitesse de la lumière pouvait changer, principalement parce que ce que nous considérons comme un vide n'est pas vraiment vide. Ils ont discuté de la possibilité que l’espace soit en réalité "une grande soupe de particules virtuelles qui disparaissent et disparaissent en une fraction de seconde", rapporte Livescience. Ces particules clignotantes gêneraient la lumière et provoqueraient des fluctuations. Mais ces deux articles étaient théoriques. Le nouveau document inclut en fait des observations montrant que certains photons ont été ralentis.
Cela ne signifie pas que notre compréhension de l'univers est complètement bouleversée. Ou du moins, ce n'est pas quelque chose que la personne typique remarquera dans la vie quotidienne. Seuls les physiciens travaillant sur des problèmes spécifiques, tels que l’étude de très courtes impulsions lumineuses, auraient besoin de changer leur travail. Le reste d'entre nous peut toujours utiliser la valeur écrite dans nos manuels. Et ne vous inquiétez pas, nous pourrons toujours obtenir des mesures étonnamment précises de la vitesse de la lumière à la maison en utilisant un micro-ondes et une tablette de chocolat.
