Lancer une “bombe à axions” dans un trou noir défie la loi fondamentale de la physique –

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  • On dit souvent que des singularités telles que celles au centre des trous noirs, où la densité devient infinie, sont des endroits où la physique « s’effondre ». Cependant, cela ne signifie pas que « n’importe quoi » pourrait arriver, et les physiciens s’intéressent aux lois qui pourraient tomber en panne et comment.

    Aujourd’hui, une équipe de recherche de l’Imperial College de Londres et du Cockcroft Institute et de l’Université de Lancaster ont proposé une manière dont les singularités pourraient violer la loi de conservation de la charge. Leur théorie est publiée dans Annalen der Physik.

    Le co-auteur, le professeur Martin McCall, du département de physique de l’Imperial, a déclaré : « « La physique s’effondre à une singularité » est l’une des déclarations les plus célèbres de la physique pop. Mais en montrant comment cela pourrait réellement se produire, nous visons à l’une des lois les plus chères de la physique : la conservation de la charge.”

    La conservation de la charge dit que la charge électrique totale de tout système isolé – y compris l’Univers dans son ensemble – ne change jamais. Cela signifie que si des particules chargées négativement ou positivement se déplacent dans une zone, la même quantité de particules respectivement chargées doit en sortir.

    Cela a été démontré aux plus petites échelles : lorsque différentes particules sont créées ou éliminées dans des expériences telles que le Grand collisionneur de hadrons, la même quantité de particules chargées négativement et positivement est toujours produite ou détruite, respectivement.

    Maintenant, en modifiant les équations physiques classiques pour inclure les axions, candidats à la matière noire, l’équipe a pu montrer que des singularités temporaires – telles que les trous noirs qui apparaissent puis s’évaporent plus tard – pourraient détruire la charge lorsqu’elles arrivent à la fin. de leur vie.

    Les axions sont des particules hypothétiques qui pourraient expliquer la matière noire, les 85 % « manquants » de la matière de l’Univers. Leurs propriétés prédites pourraient former un champ qui interagirait avec le type de champs que les physiciens connaissent depuis des siècles – les champs électromagnétiques, qui sont décrits par un ensemble d’équations appelées équations de Maxwell.

    En utilisant une branche des mathématiques appelée géométrie différentielle, l’équipe a découvert comment créer ou détruire des charges, violant ainsi la conservation des charges de l’Univers.

    Le co-auteur Jonathan Gratus a déclaré: “Vous pouvez imaginer créer une” bombe à axions ” qui retient la charge en combinant des champs axion et magnétique couplés, puis la faire tomber dans un trou noir en évaporation. Au fur et à mesure que la construction rétrécit et C’est la combinaison d’une singularité temporaire et d’un nouveau type de champ axionique qui est crucial pour son succès.

    Le co-auteur, le Dr Paul Kinsler, du département de physique de l’Imperial, a déclaré : « Il y a aussi des implications philosophiques. est néanmoins contraint par les lois de la physique toujours en vigueur autour de la singularité. »

    L’équipe affirme que le phénomène d’axion ne se produirait que dans des conditions extrêmes qui ne peuvent actuellement pas être créées en laboratoire, mais que les progrès futurs dans les champs laser intenses pourraient permettre de tester la théorie dans un environnement terrestre.

    Source de l’histoire :

    Matériaux fourni par collège impérial de Londres. Original écrit par Hayley Dunning. Remarque : Le contenu peut être modifié pour le style et la longueur.

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