Trous noirs acoustiques dans le laboratoire

 

Gilbert Holder

Université McGill

 

Domaine : nature et interactions del a matière

Programme projet de recherche en équipe

Concours 2011-2012

Les trous noirs sont omniprésents dans l'univers, allant du cœur de la galaxie jusqu'à la matière sombre. En dépit du grand intérêt des trous noirs, les trous noirs ne peuvent pas (par définition) être observés directement, ni sondés par des expériences. D'autant plus que la célèbre évaporation des trous noirs prédite par Hawking en 1974 ne fut jamais corroborée par l'observation. Malgré ces limitations, nous avons toujours l'espoir d'étudier une physique qui serait analogue aux trous noirs, mais dans un cadre purement expérimental. Ceci est rendu possible par l'analogie spectaculaire qui existe entre l'horizon cosmique formé autour d'un trou noir où la lumière ne peut s'échapper et la physique des fluides dans le régime supersonique et pour lequel un horizon est formé où le son ne peut s'échapper.

Le physicien Unruh a démontré en 1981 que la métrique qui est dérivée à partir de l'équation d'Euler est en fait analogue à la métrique de Schwarzschild pour les horizons des trous noirs. De plus, il a prédit que la radiation de Hawking devrait également être générée pour les fluides s'écoulant à la vitesse du son. Motivés par la très grande importance de la détection potentielle de la radiation de Hawking dans un laboratoire, nous avons formé une équipe de physiciens qui aura pour but d'élucider les analogies profondes existant entre les trous noirs et la physique des fluides. En particulier, nous envisageons de démontrer expérimentalement la présence d'un horizon acoustique lors de l'écoulement de fluide à la vitesse du son et de détecter la radiation de Hawking sous forme de modes de phonons qui fut prédite par Unruh il y a environ 30 ans.