(Phys.org) - Une équipe de chercheurs de l'Université de Cambridge a réussi à créer des turbulences dans un condensat de Bose-Einstein (BEC) et dans le processus, ont peut-être ouvert la porte à une nouvelle voie de recherche. Dans leur article publié dans la revue La nature , l'équipe décrit comment ils ont réalisé cet exploit et les preuves qu'ils ont trouvées pour une cascade. Brian Anderson de l'Université de l'Arizona propose un article News &Views décrivant le travail effectué par l'équipe dans le même numéro de revue et offre un bref aperçu de la distribution caractéristique de l'énergie cinétique dans les fluides turbulents.

Les scientifiques ont beaucoup appris sur la nature de la turbulence dans les fluides au cours des dernières centaines d'années, dont certains entourent la façon dont l'énergie cinétique est répartie entre les composants qui ont des impulsions différentes, ce qui peut être vu en action, comme le note Anderson, en remuant la crème dans une tasse de café. Mais jusqu'à maintenant, personne n'avait réussi à produire des turbulences dans un BEC, dans lequel un gaz de bosons est refroidi à près du zéro absolu les obligeant à occuper l'état quantique le plus bas possible, permettant ainsi de visualiser les phénomènes quantiques - Anderson les appelle "gouttelettes microscopiques de gaz atomiques".

Dans ce nouvel effort, les chercheurs ont mené des expériences conçues pour découvrir ce qui pourrait arriver si des turbulences étaient introduites dans un BEC, dans ce cas, un composé d'atomes de rubidium capturés dans une boîte virtuelle créée au laser - ce type de configuration a fourni une densité uniforme des atomes. L'équipe a ensuite appliqué un champ magnétique chronométré qui a servi à secouer le nuage d'atomes, qui a ajouté de l'énergie au système. Ils ont ensuite déterminé la distribution de la quantité de mouvement. Pour les petits intervalles de temps, ils ont découvert que la plupart des atomes dans le nuage étaient dans un mode à faible impulsion – plus de secousses ont poussé les atomes dans un mode à impulsion plus élevée. Après environ deux secondes, les chercheurs ont trouvé des preuves d'une cascade d'excitations en libérant le nuage et en capturant ce qui s'est passé avec une caméra 2D.

La méthode utilisée par l'équipe pour provoquer la turbulence dans un BEC est susceptible d'être utilisée comme modèle pour de futures expériences impliquant la turbulence quantique.