Une étude, dont les résultats intitulés «Evidence for vacuum birefringence from the first optical polarimetry measurement of the isolated neutron star RX J1856.5−3754» sont publiés dans la revue MNRAS, et disponibles en pdf, laisse penser que l'analyse de la lumière émise par l’étoile à neutrons RX J1856.5-3754, distante de quelque 400 années-lumière de la Terre, pourrait avoir mis en évidence les toutes premières preuves de l’existence d’un étrange effet quantique, envisagée au cours des années 1930: plus précisément, la polarisation de la lumière observée suggère que l’espace vide situé en périphérie de l’étoile à neutrons est l’objet d’un effet quantique baptisé biréfringence du vide.

Comme RX J1856.5-3754, qui «figure parmi les étoiles à neutrons les plus proches de la Terre», se caractérise «par une luminosité extrêmement faible», il a fallu, pour pouvoir l'observer dans le domaine visible, utiliser l’instrument FORS 2 qui équipe le VLT, installé à l’Observatoire de Paranal au Chili, et pousser le télescope «à sa limite technologique».

Rappelons ici que «les étoiles à neutrons constituent les vestiges des noyaux extrêmement denses d’étoiles massives (de masse supérieure à 10 masses solaires) qui ont explosé en supernovae à la fin de leur vie». Du fait que, par ailleurs, elles sont «dotées de champs magnétiques extrêmes, des milliards de fois plus puissants que celui du Soleil, qui transpercent leur enveloppe externe et baignent leur environnement proche», les propriétés de l’espace vide situé en périphérie de ces étoiles sont affectés par ces champs.

Notons aussi, que si, en règle générale, «le terme vide désigne un espace totalement vierge, que la lumière peut traverser sans subir la moindre perturbation», en électrodynamique quantique (QED) (la théorie quantique «qui décrit l’interaction entre particules de lumière et corpuscules chargés tels les électrons»), l’espace «est rempli de particules virtuelles qui apparaissent et disparaissent à chaque instant».

Comme «les champs magnétiques très intenses sont susceptibles de modifier cet espace, et donc de modifier la polarisation de la lumière qui le traverse», la QED postule qu'un vide fortement magnétisé «se comporte à l’image d’un prisme vis à vis de la propagation de la lumière, et produit un effet baptisé biréfringence du vide». Cependant, alors que «la QED a donné lieu à la formulation de nombreuses hypothèses qui se sont avérées exactes», jusqu'ici, le concept de biréfringence du vide n’a «pas trouvé le moindre écho expérimental» puisque les expériences de laboratoire menées ces 80 dernières années n’ont «pas permis de le mettre en évidence».

Ce n'est plus le cas aujourd'hui puisque l'étude ici présentée a détecté à partir de «l’analyse minutieuse des données du VLT», un effet de polarisation linéaire d’environ 16% qui est significatif et a été «interprété comme la résultante directe de la biréfringence du vide qui se produit au sein de l’espace vide situé en périphérie de RX J1856.5-3754».