Comment les neutrons pourraient s'échapper dans un autre univers

L'idée que notre univers est intégré dans un espace multidimensionnel plus large a captivé l'imagination des scientifiques et de la population en général.

Cette notion n'est pas entièrement de la science-fiction. Selon certaines théories, notre cosmos pourrait exister en parallèle avec d'autres univers dans d'autres ensembles de dimensions. Les cosmologistes appellent ces univers des braneworlds. Et parmi les nombreuses perspectives que cela soulève, il y a l'idée que les choses de notre Univers pourraient d'une manière ou d'une autre se retrouver dans un autre.

Il y a quelques années, Michael Sarrazin de l'Université de Namur en Belgique et quelques autres ont montré comment la matière pouvait faire le grand saut en présence de grands potentiels magnétiques. Cela a fourni une base théorique pour l'échange de matière réelle.

Aujourd'hui, Sarrazin et quelques amis disent que notre galaxie pourrait produire un potentiel magnétique suffisamment grand pour que cela se produise réellement. Si tel est le cas, nous devrions être en mesure d'observer la matière faire des allers-retours entre les univers en laboratoire. En fait, de telles observations pourraient déjà avoir été faites dans certaines expériences.

Les expériences en question consistent à piéger des neutrons ultrafroids dans des bouteilles dans des endroits comme l'Institut Laue Langevin à Grenoble, en France, et l'Institut de physique nucléaire de Saint-Pétersbourg. Les neutrons ultrafroids se déplacent si lentement qu'il est possible de les piéger à l'aide de « bouteilles » faites de champs magnétiques, de matière ordinaire et même de gravité.

Une des raisons de le faire est de mesurer la vitesse à laquelle les neutrons se désintègrent par émission bêta. Les physiciens mesurent donc la vitesse à laquelle les neutrons frappent les parois des bouteilles et à quelle vitesse cela diminue.

Deux processus sont à l'œuvre ici : le taux de désintégration des neutrons et le taux auquel les neutrons s'échappent de la bouteille. Ainsi, dans le cas d'une bouteille idéale, le taux de décroissance doit être égal au taux de décroissance bêta. Mais les bouteilles ne sont pas idéales donc le taux de décomposition est toujours plus rapide.

Cela laisse ouverte la possibilité qu'un troisième processus soit à l'œuvre : qu'une partie de la désintégration supplémentaire puisse être le résultat de neutrons sautant de notre univers à un autre.

Ainsi, Sarrazin et ses collaborateurs ont utilisé les taux de décroissance mesurés pour fixer une limite supérieure à la fréquence à laquelle cela peut se produire.

Leur conclusion est que la probabilité d'un vaisseau sauteur de neutrons est inférieure à environ un sur un million.

Cela ne dit pas vraiment si l'échange de matière a réellement lieu. Seulement que si c'est le cas, cela n'arrive pas très souvent.

Cependant, Sarrazzin et ses collègues disent également qu'il devrait être simple de prendre de meilleures données qui imposent des limites plus strictes.

Selon leurs travaux théoriques, un changement du potentiel gravitationnel devrait également influencer le taux d'échange de matière. Une idée est donc de réaliser une expérience de piégeage de neutrons qui dure un an ou plus, permettant à la Terre de compléter au moins une orbite autour du Soleil.

Pendant ce temps, le potentiel gravitationnel change d'une manière qui devrait influencer le taux d'échange de matière. En effet, il devrait y avoir un cycle annuel. Si l'on peut détecter une telle modulation, ce serait une indication forte que l'échange de matière se produit réellement, disent-ils.

Ce serait l'une des découvertes les plus importantes et les plus controversées de la physique moderne et qui est possible avec les technologies disponibles aujourd'hui.

Quelqu'un a-t-il une vieille bouteille de neutrons qui traîne et un peu de temps libre sur ses mains ?

Réf : arxiv.org/abs/1201.3949 : Limites expérimentales de la disparition des neutrons dans un autre monde de brane

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