Chaleur venue du vide : comment capturer l'effet Unruh express
Le vide est trompeur. William Unruh a montré qu'un observateur en accélération perçoit le vide comme chaud. L'effet rappelle la création de particules près des trous noirs, prédite par Stephen Hawking, mais au lieu de la courbure de l'espace-temps, c'est l'accélération qui agit. Cependant, pour les particules massives – par exemple les électrons – la chaleur est étouffée : c'est comme essayer d'entendre le son d'une corde de piano. Même avec des accélérations proches de la vitesse de la lumière, le signal est affaibli par un facteur inimaginable de 10⁹ ordres de grandeur.
La solution consiste à remplacer le détecteur par un double super-léger. Dans un circuit supraconducteur, on crée une « masse effective » presque nulle, un fantôme de particule. C'est comme prendre une corde de guitare très fine : elle réagit au moindre effleurement. Ainsi, la particule fantôme, soumise à l'accélération, fait jaillir du vide une lueur thermique accessible aux instruments de laboratoire.
Rebondissement inattendu : l'effet Unruh est le jumeau mathématique du rayonnement de Hawking, mais si le rayonnement des trous noirs est presque impossible à observer, cette expérience transforme la chaleur quantique en quelque chose de tangible. Pour la première fois, nous pourrions voir comment l'accélération engendre de l'entropie là où il n'y avait que la courbure.
L'effet Unruh est mathématiquement presque identique au rayonnement de Hawking, bien que l'un nécessite une accélération et l'autre un horizon des événements d'un trou noir.
Dans le roman de Greg Egan « Incandescence », une civilisation vivant dans un disque d'accrétion utilise l'effet Unruh pour comprendre la thermodynamique.