Les neutrons constituent un composant majeur de la matière baryonique. À l’exception de l’hydrogène, ils sont présents dans la région centrale (noyau) des atomes de tous les éléments. Bien qu’ils soient électriquement neutres, ils jouent un rôle essentiel dans la détermination de la structure atomique et de sa composition. L’une des principales raisons de leur importance est qu’ils peuvent pénétrer des matériaux que les rayonnements optiques, tels que les rayons X, ne traversent généralement pas.
L’hypothèse de De Broglie en théorie quantique nous apprend que les particules élémentaires peuvent présenter une dualité onde-particule selon la situation. Tout comme les électrons, les propriétés ondulatoires des neutrons peuvent également être exploitées pour étudier les matériaux. L’un des principaux avantages à cet égard est que leur longueur d’onde peut être rendue extrêmement courte, ce qui permet d’obtenir une image à haute résolution de l’échantillon étudié. Cette propriété est couramment utilisée dans les techniques de diffraction des neutrons.
Les lois de la mécanique quantique nous apprennent également que les particules élémentaires, telles que les électrons et les protons, possèdent deux types de moments, dus respectivement au mouvement orbital et au mouvement de spin. Le premier est appelé moment angulaire orbital (OAM) et le second, moment angulaire de spin (SAM). Leur somme est connue sous le nom de couplage spin-orbite. Les neutrons possèdent également un OAM intrinsèque, qui a récemment été exploité pour créer un nouveau dispositif quantique, utilisé ensuite pour révéler un aspect de l’OAM du neutron jusqu’alors inconnu.
Le groupe de recherche basé à l’Institut d’informatique quantique (IQC) de Waterloo a observé, dans un scénario expérimental sans précédent, que lorsque les neutrons traversent le dispositif récemment créé, ils présentent une structure en forme de beignet ou de tore [1]. Cette observation suggère que les neutrons peuvent posséder un OAM quantifié et se propager de manière hélicoïdale.
Les neutrons possèdent la propriété de polarisation de spin. Combinée à l’observation de l’OAM quantifié des neutrons, celle-ci présente des applications très intéressantes. Cela pourrait s’avérer utile dans plusieurs domaines, notamment l’étude des matériaux quantiques, l’informatique quantique et la résolution de problèmes fondamentaux en physique théorique.
Approche holographique pour la génération de fronts d’onde hélicoïdaux de neutrons portant des OAM bien définis. (A) Images MEB caractérisant les réseaux de phase à dislocations en fourche utilisés pour générer les fronts d’onde hélicoïdaux de neutrons. Les réseaux couvraient une surface de 0,5 cm x 0,5 cm et étaient constitués de 6 250 000 réseaux de phase à dislocation en fourche individuels de 1 μm x 1 μm, avec une période de 120 nm, une hauteur de 500 nm et séparés de 1 μm de chaque côté. Trois réseaux, avec des charges topologiques de q = 0 (profil de réseau standard), q = 3 (illustré ici) et q = 7, ont été utilisés dans l’expérience. (B) Chaque réseau de phase génère un spectre de diffraction composé d’ordres de diffraction (m) qui transportent une valeur d’OAM bien définie de ℓ = mħq. (C) L’intensité dans le champ lointain est la somme du signal de tous les réseaux de phase à dislocation en fourche individuels. Voici un exemple des données recueillies par diffusion des neutrons aux petits angles (SANS). Crédit : Science Advances (2022).
Points Clés:
Le physicien Nassim Haramein affirme depuis des décennies que toutes les particules de l’univers sont caractérisées par un mouvement de spin, et que l’origine de ce spin réside dans le champ régissant la dynamique des particules respectives. Dans ses publications précédentes, il a montré qu’en intégrant le couple et les forces de Coriolis dans les équations du champ d’Einstein, on obtient une nouvelle solution qui nous indique que l’espace-temps lui-même s’enroule à toutes les échelles et que cela, à son tour, est à l’origine de toute la dynamique du spin dans l’univers [2]. Cette découverte comporte plusieurs conséquences, dont l’existence d’une propriété rotationnelle pour tous les trous noirs.
Aujourd’hui, de nombreux physiciens à travers le monde prennent conscience de l’importance du spin. Comme l’illustrent la découverte des ondes hélicoïdales des neutrons décrite dans cet article, il est évident que les prédictions des théories de Nassim se vérifient. De plus, étant donné qu’il existe désormais de nombreuses preuves en faveur des travaux de Nassim, on s’attend à ce qu’une fois le nouvel article publié, toutes ces idées soient intégrées de manière cohérente dans un cadre global.
Références :
[1] Dusan Sarenac et al, Experimental realization of neutron helical waves, Science Advances (2022). DOI: 10.1126/sciadv.add2002
[2] Haramein, N., and Rauscher, E. A. (2005). The origin of spin: A consideration of torque and Coriolis forces in Einstein’s field equations and grand unification theory. Beyond The Standard Model: Searching for Unity in Physics, 1, 153-168.
