Le froid comme l'enfer: les scientifiques sont sur le point d'atteindre le zéro absolu

Selon les lois de la thermodynamique, le zéro absolu (0 Kelvin ou -273, 15 degrés Celsius) est impossible à atteindre. Mais les scientifiques de l’Institut nazional di Fisica (INFN) en Italie ont réalisé quelque chose de presque impossible: refroidir un objet de masse et de volume relativement importants à près de 0K.

L'objet en question est un cube de cuivre de 1 mètre cube. Il a été congelé à une température de 6 milikelvins, soit -273, 144 degrés Celsius. C'est le plus gros objet, en masse et en volume, si proche du zéro absolu.

Crème glacée instantanée

Les chercheurs ont placé le cube de cuivre de 400 kg dans un type de conteneur appelé cryostat, conçu pour garder le froid à l’intérieur du froid - pensez à un congélateur qui peut même faire de la crème glacée à la soupe chaude en quelques secondes.

Ce «congélateur» a été construit spécialement pour cette expérience. C'est le premier qui peut rendre un objet si proche du zéro absolu. «La principale difficulté de ce projet était le défi technologique du cryostat. Nous avons passé dix ans à développer et à tester un système capable de le faire », explique Carlos Bucci, chercheur à l'INFN.

Partie de quelque chose de plus grand

Geler un objet et atteindre un zéro absolu n'est pas l'objectif principal de la recherche - la construction du cryostat n'est que la première étape. Il servira de détecteur de particules. La véritable expérience est menée dans le laboratoire souterrain de l'INFN à Gran Sasso, une montagne située dans la région des Abruzzes en Italie.

L’expérience porte le nom d’observatoire cryogénique souterrain d’événements rares (qui, par coïncidence ou non, signifie cœur en italien). Bucci et son équipe pensent que CUORE révélera plus d'informations sur les particules subatomiques appelées neutrinos et explique pourquoi il y a tellement plus de matière que d'antimatière dans l'univers.

Mais attendez une minute, qu'est-ce que le froid a à voir avec l'antimatière?

Les chercheurs veulent voir un phénomène rare lorsque les antineutrines se transforment en neutrinos ordinaires, car savoir comment ils le font peut expliquer pourquoi il y a plus de matière que d'antimatière. En outre, l'expérience pourrait révéler la masse exacte de ces particules, ce que les scientifiques du monde entier tentent de calculer depuis des années.

Le fait est que pour étudier le phénomène, la température ambiante doit être d'environ 10 millikevins. C’est là que la partie cryostat entre en jeu, puisque c’est lui qui peut le rendre possible. Une fois adapté à cette expérience, des centaines de cristaux détecteront les neutrinos par les radiations et les changements de température, ce qui permettra à Bucci et à son équipe d'observer l'événement.