Microgravité>> Physique fondamentale

La physique fondamentale est l'étude des lois fondamentales qui déterminent les propriétés du monde physique à tous les degrés, en partant du microscopique au cosmique. La discipline de la physique fondamentale ne cesse d'évoluer à mesure que les nouvelles technologies et les techniques s'améliorent et étendent les portées des principes scientifiques qui peuvent être expérimentés. L'étude de la physique fondamentale dans un milieu en microgravité peut fournir des résultats grandement améliorés ou même inédits en l'absence des effets occultant de la gravité terrestre. Les chercheurs utiliseront le milieu en microgravité pour tester certaines des théories de la physique fondamentale, telles que la théorie de la relativité générale d'Einstein et les lois de Newton sur la gravitation.

Récemment encore, les travaux sur la physique fondamentale de la microgravité étaient axés principalement sur la physique des états condensés à des températures extrêmement basses, avec une emphase particulière pour les recherches menées sur l'hélium liquide. Les scientifiques ont observé qu'à très basses températures, parfois proches du zéro absolu (-273° C), certains matériaux, tels que l'hélium, passent par des phases de transitions inhabituelles jusqu'à devenir des matières qui ne peuvent être classées en tant que gaz, liquide ou solide. Ces phases comprennent l'état de superfluidité au cours duquel un fluide s'écoule sans friction et présente une très grande conductivité thermique ainsi que l'état de supraconduction durant lequel un matériau est conducteur d'électricité ou de chaleur sans résistance ou perte d'énergie. Les supraconducteurs sont utilisés pour la création d'aimants à haute résistance et de faible puissance en application médicale (l'imagerie par résonnance magnétique ou IRM, par exemple) ainsi que pour la fabrication de thermomètres à haute précision. Les supraconducteurs peuvent également servir pour le blindage magnétique et pourrait bientôt être utilisé dans l'industrie de l'énergie et des transports.

Le refroidissement laser et la physique atomique constituent une autre zone de recherche relativement nouvelle. Les chercheurs travaillant sur ce sujet s'intéressent à l'étude de la structure des atomes isolés et à leurs interactions avec les stimuli extérieurs, tels que d'autres atomes, les surfaces, les champs électromagnétiques, la température, la pression et la lumière. Les technologies de refroidissement laser fournissent une nouvelle méthode de recherche dans laquelle les atomes sont bombardés de lumière pour en ralentir le mouvement ce qui permet aux scientifiques de les observer sur une plus longue période de temps. La microgravité améliorera cette technologie en éliminant le stimulus externe de la gravité qui affecte le mouvement des atomes.

La recherché en physique fondamentale jouera également un rôle clé pour l'exploration par l'homme de l'espace et son développement. Les ingénieurs ont déjà mis au point des horloges atomiques utilisant des atomes refroidis par laser pour maintenir de hauts niveaux de précision des étalons de temps. Ces horloges peuvent être utiles aux vaisseaux spatiaux en les aidant à maintenir des cours exacts sur de longues distances ainsi qu'aux aéronefs en les aidant à réaliser des atterrissages plus précis dans les situations qui requièrent des systèmes d'atterrissage automatique (en cas d'intempéries ou de visibilité limitée).

Text source: Hampton University/NASAl