Andrea Puhm, lauréate de l’ERC Starting Grant 2019

 

Après avoir réalisé sa thèse à l'Institut de Physique Théorique du CEA/Saclay en 2013, Andrea Puhm a été chercheuse postdoctorante à l’Université de Californie de Santa Barbara et à Harvard avant de revenir en France en 2017.  Avec la bourse ERC, qui est dédiée à la recherche exploratoire et dont l'unique critère de sélection est l'excellence scientifique, Andrea Puhm est en mesure de faire progresser son programme de recherche portant sur les propriétés fondamentales des trous noirs et la gravité quantique.

Les trous noirs comptent parmi les objets astrophysiques les plus fascinants. Selon la relativité générale d’Einstein, les trous noirs sont des sources massives extrêmement denses qui courbent tellement l’espace-temps autour d’eux qu’au cœur des trous noirs, l’espace-temps finit en singularité. La théorie stipule que l’horizon d’un trou noir masquant la singularité est un point de non-retour absolu, et que toute matière, énergie et donc information absorbée par un trou noir ne pourra jamais en sortir. Du point de vue de l’extérieur, un trou noir apparaît ne pas avoir de mémoire de ce qui l’a formé.

Grâce aux effets quantiques, mis en évidence par Stephen Hawking en 1975, les trous noirs s'évaporent et peuvent disparaître complètement emportant irrémédiablement toute l’information qu’ils contiennent dans leur disparition. Ceci est, pourtant, en contradiction avec la mécanique quantique qui prévoit pour sa part qu’un trou noir constitue un ensemble de micro-états et que l’information n’est jamais détruite ou perdue. Ceci marque le paradoxe de perte d’information du trou noir.

Ce problème étant à l’intersection de la relativité générale et de la mécanique quantique, il ne peut être correctement résolu que dans le cadre d'une théorie de la gravité quantique comme la théorie des cordes. Celle-ci offre, par le modèle de principe holographique, une preuve indirecte que les trous noirs obéissent aux lois de la mécanique quantique et ne détruisent pas l'information, mais ces arguments sont limités aux espaces plutôt exotiques. Le premier but du projet ERC d’Andrea Puhm est d’établir si le principe holographique s’applique aussi à l’espace-temps asymptotiquement plat pertinent dans notre univers.

« Afin de résoudre le paradoxe de la perte d'information, nous devons mieux comprendre le codage, l'enregistrement de l'information et son évolution entre l'échelle de l'horizon et la région asymptotique où le rayonnement de Hawking s'échappe » précise Andrea Puhm. La nouvelle recherche qu’elle propose combine deux idées révolutionnaires, basée d’un coté sur des effets subtils à longue distance qui donnent lieu à une mémoire d’horizon et d’autre part sur un mécanisme en théorie des cordes qui fournit une structure microscopique à l'échelle de l'horizon, et explore leur lien. C’est cette originalité dans le projet d’Andrea Puhm lui a valu d’être primée par la bourse ERC Starting Grant.

À propos des Starting Grants du Conseil européen de la recherche

Les Starting Grants visent à soutenir de talentueux chercheurs, à la pointe ou en voie de l'être, désirant constituer leur propre équipe de recherche. Cette subvention cible les jeunes chercheurs prometteurs, qui ont démontré leur potentiel à se hisser au rang de leaders de la recherche. Elles soutiennent ainsi la création de nouvelles équipes de recherche d’excellence. Cette bourse offre aux lauréats un financement pouvant atteindre 1,5 M€ sur cinq ans.

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