Des chercheurs allemands tentant de mesurer pour la première fois directement le vieillissement d’un matériau, défini comme le mouvement des molécules au sein d’un matériau au fil du temps, rapportent la découverte inattendue de la réversibilité temporelle du verre.
Bien que le vieillissement des matériaux ait été découvert il y a plus de cinquante ans, c’est la première fois que les chercheurs parviennent à mesurer directement ce phénomène. La découverte de la réversibilité du temps était totalement inattendue, ouvrant de nombreuses questions sur la réversibilité potentielle des lois physiques de la nature, ainsi que sur la variabilité de l’horloge interne au sein de différents matériaux.
Le mouvement vers l’avant du temps par rapport à la réversibilité du temps
Dans le communiqué de presse En annonçant cette réalisation, les chercheurs notent que nous pensons généralement que le temps se déplace dans une seule direction. Par exemple, si l’on fait tomber une tasse de café, on ne s’attend pas à la voir se réassembler d’un coup.
Il est peut-être surprenant que les chercheurs affirment que les physiciens voient la réversibilité du temps d’une manière complètement différente.
“Pour les physiciens, (le mouvement du temps uniquement vers l’avant) n’est pas immédiatement évident car les formules qui décrivent les mouvements s’appliquent quelle que soit la direction du temps”, expliquent-ils. “Une vidéo montrant un pendule se balançant sans entrave, par exemple, aurait la même apparence s’il fonctionnait à l’envers.”
Cela signifie qu’au niveau moléculaire, le mouvement du temps dans un matériau peut être considéré comme réversible s’il est vu sous le bon angle.
Par exemple, les chercheurs soulignent le mouvement des molécules à l’intérieur du verre qu’ils ont étudié. Comme tous les matériaux, les particules du verre sont en mouvement constant, « à la recherche permanente d’un état énergétique plus favorable ». Cela entraîne un vieillissement du verre.
Pourtant, ils soulignent que dans le cas de matériaux utiles tels que le verre à vitre, « cela peut prendre des milliards d’années ».
« Le processus de vieillissement peut être décrit par ce que l’on appelle le « temps matériel », expliquent-ils. « Imaginez-le ainsi : le matériau possède une horloge interne qui tourne différemment de l’horloge affichée sur le mur du laboratoire. Le temps du matériau s’écoule à une vitesse différente en fonction de la rapidité avec laquelle les molécules du matériau se réorganisent.
La diffusion de la lumière laser facilite la toute première mesure du vieillissement des matériaux
Pour effectuer la toute première mesure directe du vieillissement moléculaire, les chercheurs de Darmstadt ont dirigé un faisceau laser vers un échantillon de verre. Lorsque les molécules contenues dans le verre diffusaient la lumière, ils utilisaient des caméras et des capteurs personnalisés pour mesurer et enregistrer les modèles de lumière réfléchie.
“Cela nécessite des mesures extrêmement précises, qui n’étaient possibles qu’avec des caméras vidéo de pointe”, a déclaré le professeur Thomas Blochowicz, qui a dirigé les travaux.
“C’était un énorme défi expérimental”, a déclaré Till Böhmer de l’Institut de physique de la matière condensée de l’Université technique de Darmstadt. “Vous ne pouvez pas simplement regarder les molécules s’agiter”, ajoute Blochowicz.
Ensuite, des méthodes statistiques ont examiné ces valeurs, révélant la toute première mesure directe du vieillissement des matériaux. Bien entendu, lorsque les chercheurs de Darmstadt ont commencé leurs expériences, ils ne s’attendaient pas à trouver l’équivalent moléculaire d’un pendule oscillant, ce qui signifie que le vieillissement du verre était réversible dans le temps.
“En termes de temps matériel, les fluctuations des molécules sont réversibles dans le temps”, expliquent-ils. “Cela signifie qu’ils ne changent pas si le temps matériel peut s’écouler vers l’arrière, comme la vidéo du pendule, qui a le même aspect lorsqu’elle est jouée en avant et en arrière.”
Des chercheurs étudieront le lien entre les résultats et la réversibilité potentielle des lois physiques de la nature
Dans leurs publié recherche, qui paraît dans la revue Physique naturelleles chercheurs veillent à souligner que cela ne signifie pas que le temps recule dans le verre ou qu’il peut se fixer comme par magie avec suffisamment de temps.
«Cela ne signifie pas que le vieillissement des matériaux puisse être inversé», souligne Böhmer. Au lieu de cela, ils affirment que leur mesure du vieillissement du matériau confirme que son nom porte bien son nom puisqu’il « exprime toute la partie irréversible du vieillissement du matériau ».
Blochowicz dit que cela laisse cependant aux chercheurs « une montagne de questions sans réponse ».
« Par exemple, il reste à clarifier dans quelle mesure la réversibilité observée en termes de temps matériel est due à la réversibilité des lois physiques de la nature », notent-ils, « ou comment le tic-tac de l’horloge interne diffère selon les matériaux. »
À l’avenir, l’équipe de recherche espère explorer davantage ces découvertes passionnantes, car « des découvertes encore plus passionnantes pourraient nous attendre ».
Christopher Plain est un romancier de science-fiction et fantastique et rédacteur scientifique en chef chez The Debrief. Suivez-le et connectez-vous avec lui sur X, découvrez ses livres sur plainfiction.comou envoyez-lui un e-mail directement à [email protected].
2024-01-31 16:40:51
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