đź“° Exploration d’une similitude entre trous noirs et particules quantiques

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Des chercheurs ont rĂ©cemment explorĂ© la dynamique des trous noirs de Kerr, des objets cosmiques qui tournent Ă  une vitesse constante, Ă  travers la thĂ©orie des particules Ă  spin Ă©levĂ© et de grande masse. Cette Ă©tude, menĂ©e par des Ă©quipes de l’UniversitĂ© (Une universitĂ© est un Ă©tablissement d’enseignement supĂ©rieur dont l’objectif est la…) d’Uppsala, de l’UniversitĂ© d’Oxford et de l’UniversitĂ© de Mons (L’UniversitĂ© de Mons (UMONS) est une universitĂ© francophone de Belgique situĂ©e…), a Ă©tĂ© publiĂ©e dans la revue Physical Review Letters.


Crédit: Domaine Public CC0

L’expĂ©rience LIGO/Virgo, basĂ©e aux États-Unis, a marquĂ© un tournant en 2015 en dĂ©tectant pour la première fois des ondes gravitationnelles. Depuis, cette dĂ©couverte a stimulĂ© l’Ă©laboration de nouvelles descriptions thĂ©oriques sur les trous noirs par les physiciens du monde entier.

Le travail de ces chercheurs repose sur le principe de la symĂ©trie de jauge, qui postule que certaines modifications des paramètres d’un système physique n’ont pas d’effet mesurable. Henrik Johansson, co-auteur de l’Ă©tude, compare cette approche Ă  celle utilisĂ©e pour modĂ©liser l’Ă©lectron en Ă©lectrodynamique quantique (L’Ă©lectrodynamique quantique relativiste est une thĂ©orie physique ayant pour but de concilier…).

Les trous noirs de Kerr, prĂ©dits thĂ©oriquement, sont modĂ©lisĂ©s comme des particules fondamentales en rotation. La recherche s’appuie sur des travaux antĂ©rieurs qui ont Ă©tabli une correspondance (La correspondance est un Ă©change de courrier gĂ©nĂ©ralement prolongĂ© sur une longue pĂ©riode. Le…) entre la mĂ©trique de Kerr et une famille infinie (En mathĂ©matiques, la notion de famille est une gĂ©nĂ©ralisation de celle de suite, suite finie ou…) d’amplitudes de diffusion (Dans le langage courant, le terme diffusion fait rĂ©fĂ©rence Ă  une notion de…) Ă  spin Ă©levĂ©. Cette approche a Ă©tĂ© initiĂ©e par des physiciens comme Nima Arkani-Hamed, Tzu-Chen Huang et Yu-tin Huang.


Image illustrant la diffusion Compton, le principal processus discutĂ© dans l’article.
Crédit: Cangemi et al.

Johansson souligne l’importance de la symĂ©trie de jauge de spin Ă©levĂ© et de grande masse pour reproduire les amplitudes de diffusion de Kerr. Cette mĂ©thode, inspirĂ©e par les travaux d’Ernst Stueckelberg et Yurii Zinoviev, permet de contraindre efficacement la dynamique des trous noirs en rotation.

L’application de la symĂ©trie de jauge de spin Ă©levĂ© aux trous noirs est une première dans le domaine. Les rĂ©sultats prĂ©liminaires sont prometteurs et pourraient ouvrir la voie Ă  de nouvelles Ă©tudes.

Les chercheurs espèrent Ă  terme contraindre complètement l’amplitude (Dans cette simple Ă©quation d’onde 🙂 de diffusion Compton des trous noirs de Kerr. Cela nĂ©cessitera une collaboration Ă©troite entre les physiciens thĂ©oriques Ă©tudiant les particules Ă  spin Ă©levĂ© et ceux travaillant sur l’Ă©quation (En mathĂ©matiques, une Ă©quation est une Ă©galitĂ© qui lie diffĂ©rentes quantitĂ©s, gĂ©nĂ©ralement…) de Teukolsky, issue de la thĂ©orie de la relativitĂ© (Cet article traite de la thĂ©orie de la relativitĂ© Ă  travers les âges. En physique, la notion de…) gĂ©nĂ©rale.

Johansson et son Ă©quipe envisagent de poursuivre l’exploration des propriĂ©tĂ©s quantiques des trous noirs, Ă©voquant des similitudes avec les particules Ă©lĂ©mentaires.



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