L’Univers tel que nous le percevons existe à travers trois dimensions physiques différentes, mais des scientifiques ont réussi à expérimenter une quatrième dimension en s’appuyant sur des mécanismes quantiques.
Pour l’heure, nous traitons le monde en trois dimensions physiques, avec une dimension supplémentaire correspondant au temps. Deux équipes de chercheurs ont cependant réussi à démontrer qu’il était tout à fait possible de concevoir une quatrième dimension physique dépassant les limites imposées par les axes x, y et z.
La tâche était ardue et les scientifiques ont dû faire appel à des mécanismes quantiques afin de détourner les lois de la physique pour donner vie à cette quatrième dimension.
Trois dimensions physiques, une dimension temporelle et ensuite ?
Pour se faire, les équipes européennes et américaines ont regroupé deux configurations en deux dimensions spécialement conçues pour l’occasion et elles ont provoqué un effet Hall quantique afin d’être en mesure d’entrevoir cette dimension supplémentaire.
L’effet Hall a été découvert en 1879 par un physicien américain du nom de Edwin Herbert Hall. En faisant passer un courant électrique à travers un matériau baignant dans un champ magnétique, ce dernier a réussi à provoquer une tension perpendiculaire à ce dernier.
Contrairement à ce que l’on pourrait penser, l’effet Hall n’est pas seulement théorique et il trouve de multiples applications dans les communications satellitaires ou même dans le domaine de l’automobile.
Les équipes ont donc fait appel à cet effet pour être en mesure de faire plus ou moins apparaître une quatrième dimension mesurable.
La configuration mise au point par l’équipe européenne reposait sur des atomes refroidis près du zéro absolu et placé ensuite dans un réseau en deux dimensions entrecoupé d’indicateurs lasers. En plaçant des lasers supplémentaires, l’équipe a réussi à exciter les atomes et à les faire bouger en provoquant de légères variations.
L’histoire de l’ombre et de la lumière
Les chercheurs américains ont appliqué une méthode similaire en utilisant de nouveau des lasers, mais cette fois pour modifier la lumière traversant un bloc de verre et observer ainsi les conséquences d’un effet Hall existant en quatre dimensions à l’état quantique.
“Physiquement, nous n’avons pas de système spatial 4D, mais nous pouvons accéder à la physique quantique 4D en utilisant ce système de dimension inférieur, car le système de dimension supérieur est codé dans la complexité de la structure.”.
Comme l’indique Space, la logique est un peu la même que pour les ombres. Les objets en trois dimensions placés sous une source de lumière sont en effet capables de projeter une ombre en deux dimensions sur le sol ou sur n’importe quelle surface plane.
Dans ce cas précis, l’expérience menée revenait donc à observer une ombre en trois dimensions projetée par un objet en quatre dimensions indiscernable à l’œil nu et les chercheurs pensent que leurs travaux sont susceptibles de nous offrir une meilleure compréhension de l’univers.