Combien fait-il dans l'espace ? La réponse dépend évidemment de l'endroit où l'on se trouve, mais des scientifiques ont récemment réussi à y produire un froid inimaginable. A bord de la station spatiale chinoise Tiangong, ils ont atteint la température la plus basse jamais enregistrée, comme ils l'ont dévoilé dans une étude publiée dans la revue Science début novembre.
La température obtenue était de seulement 9,7 picokelvins, soit 9,7 billonièmes de kelvin au-dessus du zéro absolu. Le kelvin est une unité de mesure utilisée par les scientifiques dont le zéro absolu correspond à -273,15°C. C'est la limite théorique du froid extrême, en dessous de laquelle il est impossible de descendre. S'en approcher constitue donc un enjeu majeur pour les chercheurs. Grâce à cette expérience, ils ont obtenu une température près de quatre fois inférieure au précédent record de 38 picokelvins. Ils sont également parvenus à observer l'expansion de leur nuage d'atomes pendant 7 secondes, contre deux seulement lors du précédent record.
Pour réaliser cet exploit, les scientifiques ont utilisé un nuage d'environ 20 000 atomes de rubidium, un élément chimique métallique. A l'aide de faisceaux laser, ils ont piégé ces atomes et ont diminué leur énergie pour les refroidir. Ils ont ainsi obtenu un état particulier de la matière appelé "condensat de Bose-Einstein", dans lequel les atomes se comportent collectivement comme une seule entité. Les conditions de micropesanteur de la station spatiale ont facilité cette expérience. Sur Terre, la gravité complique le refroidissement et limite le temps d'observation.
Atteindre une température aussi basse est très intéressant pour les chercheurs, notamment pour analyser le monde quantique, soit le comportement de la matière et du rayonnement à l'échelle microscopique. Les mouvements des atomes deviennent très lents, ce qui permet d'observer des phénomènes habituellement difficiles à étudier. Ces recherches pourraient notamment contribuer au développement d'instruments de mesure encore plus précis, capables de tester certaines lois physiques. A plus long terme, ces technologies pourraient aider à mieux comprendre certaines énigmes de l'Univers, comme la matière noire ou l'énergie sombre.