Une expérience pour tester une théorie populaire de l'énergie noire n'a trouvé aucune preuve de nouvelles forces, plaçant de fortes contraintes sur les théories connexes.

L'énergie noire est le nom donné à une force inconnue qui provoque l'expansion de l'univers à un rythme accéléré.

Certains physiciens proposent que l'énergie noire est une « cinquième force » qui agit sur la matière, au-delà des quatre déjà connus - gravitationnel, électromagnétique, et les forces nucléaires fortes et faibles.

Cependant, les chercheurs pensent que cette cinquième force peut être « masquée » ou « cachée » pour les gros objets comme les planètes ou les poids sur Terre, le rendant difficile à détecter.

Maintenant, des chercheurs de l'Imperial College de Londres et de l'Université de Nottingham ont testé la possibilité que cette cinquième force agisse sur des atomes uniques, et n'en ont trouvé aucune preuve dans leur expérience la plus récente.

Cela pourrait exclure les théories populaires de l'énergie noire qui modifient la théorie de la gravité, et laisse moins d'endroits pour rechercher la cinquième force insaisissable.

L'expérience, réalisée à l'Imperial College de Londres et analysée par des théoriciens de l'Université de Nottingham, est rapporté aujourd'hui dans Lettres d'examen physique .

Professeur Ed Copeland, du Centre d'astronomie et de physique des particules de l'Université de Nottingham, dit :« Cette expérience, reliant la physique atomique et la cosmologie, nous a permis d'écarter une large classe de modèles qui ont été proposés pour expliquer la nature de l'énergie noire, et nous permettra de contraindre beaucoup plus de modèles d'énergie noire. »

L'expérience a testé les théories de l'énergie noire selon lesquelles la cinquième force est comparativement plus faible lorsqu'il y a plus de matière autour, à l'opposé du comportement de la gravité.

Cela signifierait qu'il est fort dans un vide comme l'espace, mais est faible quand il y a beaucoup de matière autour. Par conséquent, des expériences utilisant deux gros poids signifieraient que la force deviendrait trop faible pour être mesurée.

Les chercheurs ont plutôt testé un poids plus important avec un poids incroyablement petit – un seul atome – où la force aurait dû être observée si elle existait.

L'équipe a utilisé un interféromètre atomique pour tester s'il y avait des forces supplémentaires qui pourraient être la cinquième force agissant sur un atome. Une sphère de métal de la taille d'un marbre a été placée dans une chambre à vide et les atomes ont pu tomber librement à l'intérieur de la chambre.

La théorie est, s'il y a une cinquième force agissant entre la sphère et l'atome, la trajectoire de l'atome déviera légèrement en passant par la sphère, provoquant un changement dans la trajectoire de l'atome qui tombe. Cependant, aucune force de ce genre n'a été trouvée.

Professeur Ed Hinds, du Département de physique de l'Impériale, a déclaré:"C'est très excitant de pouvoir découvrir quelque chose sur l'évolution de l'univers en utilisant une expérience sur table dans un sous-sol de Londres."