Des avancées récentes en physique quantique ont révélé un phénomène révolutionnaire connu sous le nom d'effet de mémoire quantique, susceptible de redéfinir notre compréhension des trous noirs et de la matière noire. Cette découverte, réalisée par une équipe de chercheurs de l'Université du Nouveau-Mexique, a été publiée le 13 janvier 2025, et suggère que les trous noirs peuvent se stabiliser après avoir perdu la moitié de leur masse, contredisant les croyances antérieures sur leur évaporation inévitable.
L'effet de mémoire quantique postule que l'information contenue dans un trou noir devient plus énergétiquement favorable que le vide environnant, permettant au trou noir de stopper sa décomposition. Cette stabilité pourrait avoir des implications significatives pour les trous noirs primordiaux (PBH), qui sont théorisés comme ayant été formés dans l'univers primordial et pourraient constituer une partie substantielle de la matière noire.
Actuellement, la matière noire reste l'un des plus grands mystères de l'univers, avec de fortes preuves soutenant son existence mais aucune détection directe sur Terre. Les nouvelles découvertes suggèrent que si la matière noire est composée de PBH, leur stabilité pourrait expliquer l'absence d'interactions observées avec les détecteurs basés sur Terre.
Pour confirmer cette hypothèse, les chercheurs proposent d'utiliser les ondes gravitationnelles (GW), des ondulations dans l'espace-temps qui pourraient indiquer la formation de PBH. L'étude indique que les GW associées aux PBH à mémoire chargée pourraient être détectables dans les expériences à venir, en particulier celles ciblant des fréquences autour de 0,01-1 Hz. Si elles sont détectées, ces signaux fourniraient des preuves convaincantes de l'effet de mémoire quantique et soutiendraient la théorie des PBH en tant que matière noire.
Cette découverte non seulement améliore notre compréhension des trous noirs, mais ouvre également de nouvelles avenues pour explorer la nature insaisissable de la matière noire, révolutionnant potentiellement les deux domaines d'étude.