• Le matériau le plus résistant de l’univers peut être le nom fantaisiste de « pâtes nucléaires. »
• Vous pouvez trouver cette substance dans la croûte des étoiles à neutrons.
• Ce matériau étonnant est super dense et est 10 milliards de fois plus difficile à casser que l’acier.

Caplan &Horowitz/arXiv

Diagrammes illustrant les différents types de pâtes dites nucléaires.

Superman est connu comme « l’homme d’acier » pour sa force et son indestructibilité. Mais la découverte d’un nouveau matériau 10 milliards de fois plus difficile à casser que l’acier pose la question: est—il temps pour un nouveau super-héros connu sous le nom de « Pâtes nucléaires »? C’est le nom de la substance qu’une équipe de chercheurs pense être le matériau le plus puissant connu de l’univers.

Contrairement aux humains, lorsque les étoiles atteignent un certain âge, elles ne se fanent pas et meurent, mais elles explosent, s’effondrant en une masse de neurones. L’entité spatiale résultante, connue sous le nom d’étoile à neutrons, est incroyablement dense. À tel point que des recherches antérieures ont montré que la surface d’une telle étoile comporterait un matériau incroyablement résistant. La nouvelle recherche, qui a impliqué les plus grandes simulations informatiques jamais réalisées de la croûte d’une étoile à neutrons, propose que les « pâtes nucléaires », le matériau situé juste sous la surface, sont en fait plus solides.

La compétition entre les forces des protons et des neutrons à l’intérieur d’une étoile à neutrons crée des formes extrêmement denses qui ressemblent à de longs cylindres ou à des plans plats, appelés respectivement « spaghettis » et « lasagnes ». C’est aussi là que nous obtenons le nom général des pâtes nucléaires.

Les simulations informatiques des chercheurs ont nécessité 2 millions d’heures de temps de traitement avant la fin, ce qui serait, selon un communiqué de presse de l’Université McGill, « l’équivalent de 250 ans sur un ordinateur portable avec un seul bon GPU. »Heureusement, les chercheurs ont eu accès à un supercalculateur, même si cela a encore pris quelques années. Les simulations des scientifiques ont consisté à étirer et à déformer les pâtes nucléaires pour voir comment elles se comportaient et ce qu’il faudrait pour les casser.

Alors qu’ils ont pu découvrir à quel point les pâtes nucléaires semblent être fortes, personne ne retient son souffle que nous enverrons des missions pour exploiter cette substance de sitôt. Au lieu de cela, la découverte a d’autres applications importantes.

L’un des coauteurs de l’étude, Matthew Caplan, chercheur postdoctoral à l’Université McGill, a déclaré que les étoiles à neutrons seraient  » cent mille milliards de fois plus denses que tout ce qui se trouve sur terre. »Comprendre ce qu’il y a à l’intérieur d’eux serait précieux pour les astronomes car désormais seule la couche externe de ces départs peut être observée.

« Beaucoup de physique intéressante se passe ici dans des conditions extrêmes et comprendre les propriétés physiques d’une étoile à neutrons est donc un moyen pour les scientifiques de tester leurs théories et leurs modèles », a ajouté Caplan. « Avec ce résultat, de nombreux problèmes doivent être réexaminés. Quelle est la taille d’une montagne peut-on construire sur une étoile à neutrons avant que la croûte ne se brise et qu’elle ne s’effondre? À quoi cela ressemblera-t-il? Et surtout, comment les astronomes peuvent-ils l’observer? »

Une autre possibilité qui mérite d’être étudiée est que, en raison de son instabilité, les pâtes nucléaires pourraient générer des ondes gravitationnelles. Il peut être possible de les observer à un moment donné ici sur Terre en utilisant un équipement très sensible.

L’équipe de scientifiques comprenait également A. S. Schneider du California Institute of Technology et C. J. Horowitz de l’Université de l’Indiana.

Découvrez l’étude « L’élasticité des pâtes nucléaires », publiée dans Physical Review Letters.