Les particules chargées se déplacent plus rapidement que la lumière à travers le vide quantique de l'espace qui entoure les pulsars. Alors que ces électrons et protons volent par des pulsars, ils créent des éclairs de rayons gamma ultra-brillants émis par les étoiles à neutrons qui virevoltent rapidement, révèle une nouvelle recherche.
Ces rayons gamma, appelés émissions de Cherenkov, se trouvent également dans de puissants accélérateurs de particules sur Terre, comme le Grand collisionneur de hadrons près de Genève, en Suisse. Les rayons sont également à l'origine de la lueur blanc bleuâtre dans les eaux d'un réacteur nucléaire.
Mais jusqu'à présent, personne ne pensait que les émissions de pulsars consistaient en un rayonnement Cherenkov.
C'est en partie à cause de la célèbre théorie de la relativité d'Albert Einstein, selon laquelle rien ne peut voyager plus vite que la lumière dans le vide. En raison de ces propositions, les scientifiques pensaient auparavant que les émissions de Cherenkov ne pouvaient pas se produire dans le vide quantique de l'espace entourant les pulsars. Cette zone est principalement dépourvue de matière mais abrite des particules quantiques fantomatiques qui scintillent dans et hors de l'existence.
Donc, cette nouvelle recherche signifie-t-elle que la théorie historique d'Einstein vient d'être violée? Pas du tout, a déclaré le co-auteur de l'étude, Dino Jaroszynski, professeur de physique à l'Université de Strathclyde en Écosse.
Les pulsars créent des champs électromagnétiques extrêmement puissants dans le vide quantique entourant les étoiles. Ces champs déforment ou polarisent le vide, créant essentiellement des ralentisseurs qui ralentissent les particules de lumière, a déclaré Jaroszynski à Live Science. Pendant ce temps, des particules chargées telles que des protons et des électrons zooment à travers ces champs, passant devant la lumière.
Lorsque des particules chargées volent à travers ce champ, elles déplacent des électrons le long de leur trajectoire et émettent un rayonnement, qui se rassemble en une onde électromagnétique. Cette onde, comme une version optique d'un boom sonique, est ce que nous considérons comme le flash gamma, selon un communiqué.
L'équipe ne sait toujours pas exactement à quel point ces flashs gamma sont brillants, a déclaré Jaroszynski.
"Ce que nous savons, c'est que, dans les bonnes conditions, le rayonnement sous vide de Cherenkov surpasse le rayonnement synchrotron", a-t-il ajouté, faisant référence à un autre type de rayonnement émis par les pulsars par des particules chargées se déplaçant le long d'un chemin incurvé.
Mais les nouvelles découvertes pourraient avoir des implications au-delà des pulsars, ont déclaré les chercheurs.
"Il s'agit d'une nouvelle prédiction très excitante car elle pourrait fournir des réponses à des questions fondamentales telles que quelle est l'origine de la lueur des rayons gamma au centre des galaxies?" Jaroszynski a déclaré dans la déclaration. "Il offre une nouvelle façon de tester certaines des théories les plus fondamentales de la science en les poussant à leurs limites."
Les chercheurs ont rendu compte de leurs conclusions le 25 avril dans la revue Physical Review Letters.
