Des physiciens de France et de Belgique ont publié les premiers résultats d'une expérience de recherche de particules arrivant sur Terre «d'un univers parallèle». Malheureusement, et peut-être heureusement, le détecteur créé à ces fins n'a rien révélé d'inhabituel. Mais les chercheurs ne sont pas découragés car leurs travaux offrent un moyen simple et peu coûteux de tester certaines théories en dehors du modèle standard de la physique des particules.
Un certain nombre de théories quantiques prédisent l'existence d'autres dimensions en dehors de l'espace-temps à quatre dimensions que nous connaissons. Dans ce cas, l'idée d'un multivers surgit, dans lequel des univers quadridimensionnels séparés sont rassemblés en piles, comme des feuilles de papier (si nous considérons la verticale de cette pile comme une autre dimension).
Jusqu'à présent, les scientifiques n'ont pu obtenir aucune preuve empirique de l'existence de mondes parallèles (bien que des tentatives aient été faites). En 2010, le physicien Michaël Sarrazin de l'Université belge de Namur a proposé un modèle selon lequel, selon les lois de la mécanique quantique, les particules d'un univers peuvent être transportées vers des mondes voisins. Selon sa théorie, les forces électromagnétiques sont un obstacle à de tels mouvements, par conséquent, les neutrons dépourvus de charge sont les mieux adaptés au rôle d'invités provenant d'univers parallèles.
L'équipe, dirigée par Sarrazin, s'est associée à des physiciens français de l'Université de Grenoble pour créer un détecteur expérimental sensible aux atomes de l'isotope léger hélium-3. L'installation assemblée est située à quelques mètres seulement du réacteur nucléaire de l'Institut Laue-Langevin.
L'idée était que les neutrons émis par le réacteur sont dans un état de superposition quantique, présents simultanément dans notre monde et dans le monde parallèle (et laissant une trace dans d'autres mondes plus éloignés). Lors de la collision avec des noyaux d'eau lourde dans un modérateur qui entoure le cœur du réacteur, la fonction d'onde neutronique passe de la superposition à l'un des deux états.
En conséquence, la plupart d'entre eux restent dans notre monde, mais certains vont dans un univers parallèle. Les scientifiques pensent que les particules «échappées» n'interagiront pas avec l'eau et le confinement en béton du réacteur, ou elles le feront, mais très faiblement. Dans le même temps, une petite partie des fonctions d'onde de ces neutrons restera dans notre univers, de sorte que les particules individuelles peuvent retourner à nouveau dans notre monde et se faire sentir lorsqu'elles heurtent le détecteur à l'extérieur de l'isolation en béton du réacteur.
Le problème est que capturer de tels neutrons renvoyés n'est pas facile, le "bruit de fond" est trop important. Pour minimiser le flux de neutrons de fond causé par les fuites de neutrons provenant de divers instruments à l'intérieur du hall du réacteur, les chercheurs ont protégé le détecteur avec un écran à double couche. La couche externe de 20 centimètres de polyéthylène transforme les neutrons rapides en neutrons thermiques, qui «se coincent» alors dans la paroi interne en bore. Ce "paquet" à deux couches a réduit le "bruit de fond" d'environ un million de fois.
En juillet 2015, Sarrazin et ses collègues ont allumé le détecteur pendant cinq jours et pendant ce temps ont enregistré un petit nombre d'événements, mais ils correspondent tous à la définition du fond résiduel et ne peuvent être considérés comme une preuve de l'existence de mondes parallèles.
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Cependant, les scientifiques ne perdent pas espoir et prévoient de mener de nouveaux tests, en lançant le détecteur pendant une année entière.
Les résultats détaillés de la première phase de recherche sont publiés dans Physics Letters B.
