Ce dispositif permet d’étudier la gravitation quantique en laboratoire, et révèle ces applications technologiques

Les lois classiques expliquent avec précision l’attraction gravitationnelle à grande échelle. Mais lorsqu’il s’agit de l’infiniment petit, ils échouent. À l’échelle quantique, comprendre la gravité devient essentiel pour expliquer des phénomènes tels que Big Bang ou l’intérieur des trous noirs.

L’objectif des chercheurs est de développer des modèles capables d’unifier ces deux échelles. Johanna Erdmenger, professeur à l’Université de Würzburg, explore cette voie. L’un des outils centraux de cette quête est la correspondance AdS/CFT. Il relie les théories gravitationnelles dans l’espace courbe aux théories quantiques plus simples.

L’espace AdS, ou Anti-de-Sitter, possède une géométrie particulière. Il est associé à une théorie quantique appelée CFTdont les propriétés sont invariantes à toutes les échelles spatiales. Cette correspondance, selon Erdmenger, simplifie les processus gravitationnels complexes en les comparant aux modèles mathématiques plus accessible.

L’idée principale de cette théorie est qu’il existe une relation entre ce qui se passe à l’intérieur d’un espace-temps courbe (comme celui trouvé près d’un trou noir) et ce qui se passe à l’extérieur de cet espace. Cette relation est similaire à un hologramme : Tous car une image 3D peut être créée à partir d’un surface en 2D, des phénomènes complexes dans l’espace-temps peuvent être décrits par des équations plus simples.

Pour tester cette théorie en laboratoire, l’équipe de Würzburg a conçu un circuit électrique spécial. Ce circuit fonctionne comme un modèle miniature de l’espace-temps. En disposant avec précision les composants électriques, ils peuvent imiter la courbure de l’espace-temps et observer le comportement des signaux électriques dans ce système courbe. Ce type de simulation leur permet de tester comment le pesanteur pourrait fonctionner dans des environnements extrêmes comme à proximité de trous noirs, mais en laboratoire.

Il ne s’agit pas simplement d’une expérience en laboratoire. Ce type de circuit pourrait avoir des applications concrètes. En imitant la courbure de l’espace, il s’avère que ces circuits pourraient stabiliser les signaux électriques qui les traversent. Cela signifie que les signaux seraient plus robustes et moins sujets aux pertes ou aux perturbations. Cette stabilité pourrait être très utile dans les technologies nécessitant des signaux fiables, comme les réseaux de neurones artificiels ou d’autres systèmes basés sur l’intelligence artificielle.

L’équipe prévoit de poursuivre ces recherches pour mieux comprendre la gravité et explorer les potentiels technologiques associés.