Des tests étendus avec un capteur de force en lévitation ne parviennent pas à trouver la preuve d’une cinquième force

Physique naturelle (2022). DOI : 10.1038/s41567-022-01706-9″ width=”800″ height=”530″/>
Schéma de l’expérience. a, La «cinquième force» du champ caméléon est générée par huit films minces (masses sources) de polyimide d’une épaisseur de 75 μm, espacés de manière égale sur une plaque tournante. Le capteur de force est constitué d’un morceau de graphite pyrolytique, en lévitation diamagnétique dans un piège magnéto-gravitationnel et d’un film de 12,5 μm d’épaisseur (masse d’essai) du même matériau que les masses sources au sommet soutenu par une tige de verre. Le piège magnéto-gravitationnel est placé dans une chambre à vide avec isolation phonique sismique. La distance entre la masse d’essai et les masses sources est de 390 μm. La rotation des masses de la source et le mouvement du capteur de force sont contrôlés par des systèmes optiques, les signaux optiques étant détectés respectivement par la photodiode 1 et la photodiode 2. L’encart montre un schéma de la détection du déplacement du capteur de force. b, Les masses source en rotation génèrent une “cinquième force” périodique Fcham agissant sur la masse d’essai. Une fine fenêtre de blindage électrique d’une épaisseur de 0,5 μm et un blindage magnétique sont utilisés pour filtrer les forces électrostatiques et magnétiques de fond. c, Le champ ϕ le long de l’axe central z à deux phases de rotation différentes. Les courbes rouges et bleues indiquent les cas avec et sans film de masse source au-dessus de la masse test, respectivement. Le schéma n’est pas à l’échelle mais pour la visibilité. Le crédit: Physique naturelle (2022). DOI : 10.1038/s41567-022-01706-9

Une équipe de chercheurs de l’Université de Nanjing, en collaboration avec deux collègues de l’Université des sciences et technologies de Chine, a mené de nouveaux tests sur la théorie du caméléon et fait état d’un échec à trouver la moindre preuve d’une cinquième force. Ils ont publié leur article dans la revue Physique naturelle.

Des recherches antérieures ont suggéré qu’il existe une force mystérieuse agissant sur l’univers – surnommée par les physiciens théoriciens l’énergie noire, elle a été théorisée comme un moyen d’expliquer pourquoi l’univers se développe à un rythme accéléré. Malgré de nombreux efforts, personne n’a été en mesure de prouver que l’énergie noire existe. Une théorie appelée la théorie du caméléon suggère que les objets affectés par la gravité peuvent se comporter de manière fluctuante en fonction des facteurs de leur environnement. La théorie inclut l’idée d’un champ caméléon comme cinquième force. La théorie a été vivement débattue car elle contredit directement la théorie de la relativité générale, qui stipule que les forces gravitationnelles doivent être constantes.

Dans ce nouvel effort, les chercheurs ont cherché à prouver ou à réfuter la théorie à l’aide d’un capteur de force en lévitation – un dispositif en forme de roue avec des ailettes en plastique qui tournent devant un film mince reposant sur un morceau de graphite en lévitation magnétique. La base sous le graphite est maintenue par des ressorts. L’objectif est de tester l’idée que la gravité exerce différentes quantités de force en fonction de la densité des objets à proximité. Dans un contexte large, le champ caméléon exercerait moins de force dans un environnement dense tel que sur une planète individuelle qu’il ne le ferait sur une grande bande d’espace moins dense. Si une cinquième force existe, alors les films en rotation devraient exercer une force périodique sur le film en lévitation.

Après avoir exécuté l’expérience plusieurs fois, les chercheurs n’ont trouvé aucune preuve de l’impact des ailettes en rotation sur le film en lévitation, ce qui, selon eux, exclut la théorie du caméléon en tant que candidat explicatif de l’énergie noire. Ils suggèrent également que leur méthodologie met en évidence la nécessité de tests robustes en laboratoire comme moyen de vérifier ou de discréditer la recherche théorique. Ils suggèrent que leur méthodologie pourrait également être utilisée dans d’autres efforts.


Prédire combien de temps l’univers pourrait s’effondrer si l’énergie noire a la quintessence


Plus d’information:
Peiran Yin et al, Des expériences avec des capteurs de force en lévitation défient les théories de l’énergie noire, Physique naturelle (2022). DOI : 10.1038/s41567-022-01706-9

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Citation: Des tests étendus avec un capteur de force en lévitation échouent à trouver des preuves de la cinquième force (2022, 26 août) récupéré le 27 août 2022 sur https://phys.org/news/2022-08-levitated-sensor-evidence.html

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