Les physiciens ont détecté des indices d'étranges propriétés quantiques dans les observations d'une étoile à neutrons.
Les observations de l'étoile à neutrons exceptionnellement compacte et hautement magnétique RX J1856.5-3754 révèlent la première preuve d'un effet quantique prédit il y a 80 ans. La polarisation de la lumière observée confirme la biréfringence du vide dans l'espace environnant.
Les étoiles à neutrons sont les résidus ultra-compacts des cœurs d'étoiles massives – au moins dix fois plus massives que le Soleil – qui explosent en supernovae en fin de vie. Leurs champs magnétiques sont des milliards de fois plus intenses que celui du Soleil.
Ces champs extrêmes modifient les propriétés du vide spatial autour de l'étoile. Habituellement, le vide est considéré comme totalement inerte, permettant à la lumière de le traverser sans altération. Pourtant, selon l'électrodynamique quantique – qui décrit les interactions entre photons et particules chargées comme les électrons –, le vide foisonne de paires de particules virtuelles éphémères.
Les calculs issus de l'électrodynamique quantique prévoient que des champs magnétiques intenses déforment le vide, affectant la polarisation de la lumière qui les traverse. Cet effet, dit biréfringence ou polarisation du vide, n'avait jamais été observé expérimentalement jusqu'ici.
Grâce au Very Large Telescope (VLT) européen au Chili, les astronomes ont mesuré une forte polarisation linéaire de la lumière de RX J1856.5-3754. Selon eux, cette polarisation ne s'explique pas sans invoquer la biréfringence du vide. D'autres mécanismes, comme la diffusion par des particules de poussière, semblent improbables pour rendre compte du signal observé.
