L’année 2022 en physique fondamentale
Que ce soit avec le télescope spatial James-Webb, le trou noir au centre de notre galaxie ou un prix Nobel en physique quantique, les 12 derniers mois ont été source de beaucoup d’excitation pour les amateurs de physique.
par Faisons un retour sur l’année et voyons ce que nous avons appris au cours des 12 derniers mois en matière de physique fondamentale. Des trous noirs à l’énergie sombre, en passant par une percée en fusion nucléaire, ce fut un parcours aux proportions astronomiques.
12 janvier
Des astronomes rapportent que la Bulle locale, une superbulle d’une largeur d’environ 1 000 années-lumière issue d’une ancienne supernova, est à l’origine de la formation de presque toutes les étoiles récentes au voisinage du Soleil. La Bulle locale est une région d’espace vide dans le milieu interstellaire. À mesure qu’elle grossit, des gaz s’accumulent sur son pourtour, ce qui donne naissance à de nouvelles étoiles.
18 janvier
Doté de 5 000 qubits, le premier ordinateur européen utilisant le recuit quantique est mis en service à Juliers, en Allemagne. Progrès important en informatique quantique, ce type d’ordinateur est particulièrement adapté à la résolution de difficiles problèmes d’optimisation.
19 janvier
Le consortium international DESI (Dark Energy Spectroscopic Instrument – Spectroscope de l’énergie sombre) dresse la carte la plus détaillée de l’univers. Il a catalogué 7,5 millions de galaxies et en ajoute d’autres au rythme de plus d’un million par mois. Il vise à cataloguer 35 millions de galaxies d’ici 2026.
24 janvier
Le télescope spatial James-Webb arrive à sa destination : le point de Lagrange L2. Comme la Terre est entre le télescope et le Soleil, cela permet de refroidir le télescope jusqu’à sa température de fonctionnement.
10 février
Des scientifiques publient la simulation la plus détaillée jamais réalisée de la région de l’univers qui contient la Terre. Réalisée à l’aide d’un superordinateur, cette simulation cosmologique permet d’étudier comment l’univers a évolué depuis le Big Bang jusqu’à nos jours.
7 avril
Des astronomes rapportent la découverte de HD1, la galaxie la plus ancienne et la plus lointaine jamais identifiée. On la voit telle qu’elle était seulement 330 millions d’années après le Big Bang. Sa lumière a voyagé pendant 13,5 milliards d’années-lumière avant d’atteindre la Terre. En raison de l’expansion de l’univers, HD1 est maintenant à 33,4 milliards d’années-lumière de nous.
12 mai
Le consortium du télescope EHT (Event Horizon Telescope – Télescope Horizon des événements) publie l’image d’un deuxième trou noir — proche de chez nous cette fois. Sagittaire A* est le trou noir situé au centre de notre galaxie, la Voie lactée, un trou noir dans notre propre cour.
31 mai
La constante de Hubble, qui décrit le rythme d’accélération de l’expansion de l’univers, déroute les astronomes, parce que sa valeur varie selon la méthode employée pour la mesurer. Selon certains chercheurs, ces différences pourraient s’expliquer en partie par l’existence d’un « monde miroir » contenant des copies de toutes les particules connues.
10 juin
Une étude montre que le cœur de l’amas globulaire NGC 3201 renferme un sous-amas de près de 100 trous noirs. La même étude confirme en outre que l’amas globulaire NGC 6397 a éjecté la plus grande partie de sa population d’origine de trous noirs, et que son surplus de masse interne est dû à la présence de centaines de naines blanches massives.
22 juin
Autre première en informatique quantique : un circuit quantique intégré complet, fonctionnant tout comme un processeur informatique normal, avec les même composantes.
5 juillet
Le Grand collisionneur de hadrons commence sa 3e période d’exploitation, au cours de laquelle l’équipe LHCb observe 3 nouvelles particules. Ces particules sont une nouvelle sorte de « pentaquark » (formé de 5 quarks au lieu des 3 habituels) et la première paire de « tétraquarks » (formés de 4 quarks).
12 juillet
La NASA publie la première série d’images du télescope spatial James-Webb (TSJW), maintenant entièrement opérationnel, au lendemain de la publication du premier champ profond du TSJW, image à grande résolution de galaxies anciennes et lointaines. Les images publiées comprennent une image directe d’une exoplanète, avec une analyse spectroscopique de son atmosphère. Le 14 juillet, la NASA publie des images de Jupiter dans l’infrarouge. Le 19 juillet, des scientifiques font état de ce qui pourrait être la galaxie la plus ancienne et la plus lointaine jamais observée, GLASS-z13 (plus ancienne et plus lointaine que HD1, découverte en avril).
13 juillet
L’équipe SRR du télescope CHIME trouve un lien entre de mystérieux sursauts radio rapides (SRR – signaux de haute énergie provenant de galaxies lointaines) et des étoiles à neutrons, ajoutant des arguments à l’hypothèse selon laquelle au moins certains SRR proviennent de magnétars, étoiles à neutrons ayant un champ magnétique intense. L’équipe découvre également le premier SRR à l’intérieur de notre propre galaxie.
8 août
Des chercheurs proposent d’utiliser l’observatoire Vera-Rubin, mégatélescope dont la mise en service est prévue en 2024, pour observer des perturbations tidales autour de trous noirs. De telles observations pourraient révéler l’existence de bosons ultralégers, particules possibles de matière sombre.
16 août
Des chercheurs travaillant sur des données du télescope EHT (Event Horizon Telescope – Télescope Horizon des événements) parviennent à isoler l’anneau photonique qui entoure le trou noir M87*. L’anneau photonique est un phénomène prédit par les théories de la gravité. Il est distinct du disque d’accrétion en orbite autour du trou noir.
16 septembre
Le prix humoristique Ig Nobel de physique est attribué à 2 équipes indépendantes de chercheurs, dont les travaux ont aidé à « comprendre comment font les canetons pour nager en formation ». Ces recherches portaient sur le mouvement du fluide et non sur les canetons eux-mêmes.
4 octobre
Le véritable prix Nobel de physique est attribué à 3 pionniers de la physique quantique : Alain Aspect, John F. Clauser et Anton Zeilinger. Les lauréats ont obtenu ce prix pour avoir effectué des expériences confirmant l’hypothèse émise par John Bell des années auparavant : des particules intriquées peuvent transmettre de l’information de manière instantanée.
26 octobre
Soirée sur la matière sombre, avec Katie Mack et Ken Clark
L’Institut Périmètre organise, conjointement avec l’Institut McDonald, sa première conférence publique en personne depuis le début de la pandémie. Les conférenciers sont Katie Mack, de l’Institut Périmètre, et Ken Clark, de l’Institut McDonald. La conférence est accessible dans YouTube.
3 novembre
À partir de données recueillies par l’observatoire spatial IXPE (Imaging X-ray Polarimetry Explorer – Explorateur imageur de la polarimétrie du rayonnement X), des astronomes rapportent que 4U 0142+61, magnétar situé à 13 000 années-lumière de la Terre, a une surface solide et est dépourvu d’atmosphère. L’absence d’atmosphère est un résultat surprenant, dû à l’intensité extrême du champ magnétique, qui consolide la surface de l’étoile.
1er décembre
Des chercheurs simulent un trou de ver virtuel à l’aide d’un ordinateur quantique. Même s’il ne s’agit pas d’un trou de ver réel reliant 2 points de notre univers, le trou de ver virtuel simule une réalité qui pourrait unifier la physique quantique et la relativité.
13 décembre
Des scientifiques américains annoncent qu’ils ont réalisé une percée attendue depuis longtemps, qui pourrait conduire à un approvisionnement quasi illimité en énergie sans production de gaz à effet de serre. Damian Pope, gestionnaire principal de la diffusion des connaissances scientifiques, explique l’importance de cette percée à la radio anglaise de Radio-Canada.
Tout compte fait, ce fut une année remarquable pour la science en général et l’Institut Périmètre en particulier. Visionnez ci-dessous une courte vidéo des faits saillants de l’Institut en 2022. Et 2023 nous promet bien d’autres progrès!
2022, une année remarquable à l’Institut Périmètre
