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Posté par Adrien le Mercredi 14/12/2016 à 00:00
Les technologies quantiques à l'épreuve de la micropesanteur
Des physiciens du Laboratoire photonique numérique et nanosciences (CNRS/Université de Bordeaux/Institut d'optique graduate school), du département Systèmes de référence temps-espace de l'Observatoire de Paris (Observatoire de Paris/CNRS/UPMC) et du CNES ont comparé pour la première fois la chute libre de deux ondes (Une onde est la propagation d'une perturbation produisant sur son passage une variation réversible de propriétés physiques locales. Elle transporte de l'énergie sans transporter de matière.) de matière (La matière est la substance qui compose tout corps ayant une réalité tangible. Ses trois états les plus communs sont l'état solide, l'état liquide, l'état gazeux. La matière occupe de...) en micropesanteur (La micropesanteur, dans le domaine de l'astronautique, est l'état d'un corps tel que l'ensemble des forces d'origine gravitationnelle et inertielle auxquelles il est soumis possède une résultante et un moment...). Ces résultats sont publiés dans Nature Communications le 12 décembre 2016.

Il s'agit d'atomes (Un atome (du grec ατομος, atomos, « que l'on ne peut diviser ») est la plus petite partie d'un corps simple pouvant se combiner chimiquement avec une autre. Il est généralement...) qui, refroidis pratiquement au zéro (Le chiffre zéro (de l’italien zero, dérivé de l’arabe sifr, d’abord transcrit zefiro en italien) est un symbole...) absolu, se comportent comme des ondes.

À bord d'un Airbus A310 (L’Airbus A310 est un modèle d’avion de ligne long courrier à large fuselage construit par Airbus sur la base de l’Airbus A300. Il est...) zero-G, l'expérience a montré que des atomes de rubidium et de potassium en microgravité (La microgravité, dans le domaine de l'astronautique, est l'état d'un corps tel que l'ensemble des forces d'origine gravitationnelle auxquelles il est soumis possède une résultante très faible par rapport à la pesanteur à la...) chutent à la même vitesse (On distingue :), malgré une différence de masse (Le terme masse est utilisé pour désigner deux grandeurs attachées à un corps : l'une quantifie l'inertie du corps (la masse inerte)...) d'un facteur deux.


Le double interféromètre est installé à bord d'un avion zero-G dont le vol parabolique (Le vol parabolique est un moyen d'être en impesanteur pendant une vingtaine de secondes. Les inconvénients majeurs sont la faible durée, la faible qualité (0,01 g...) provoque 20 secondes de microgravité. Le système embarqué (Un système embarqué peut être défini comme un système électronique et informatique autonome, qui est dédié à une tâche bien précise. Ses...) permet de compenser la rotation de l'avion et de la Terre (La Terre est la troisième planète du Système solaire par ordre de distance croissante au Soleil, et la quatrième par taille et par...). © Barrett et al. 2016

L'objectif est de vérifier le principe d'équivalence (1) énoncé par Einstein.

Ces résultats permettent d'anticiper de futures mesures effectuées dans l'espace, où les contraintes techniques sont nombreuses mais dont la microgravité permettrait de dépasser la précision maximale actuelle qui est de 10^-13.

Constater une différence, même infinitésimale, ouvrirait la porte aux théories qui violent le principe d'équivalence, comme la théorie des cordes (La théorie des cordes est l'une des voies envisagées pour régler une des questions majeures de la physique théorique : fournir une description de la gravité quantique c'est-à-dire...).

Référence:

- Dual Matter-Wave Inertial Sensors in Weightlessness, Brynle Barrett, Laura Antoni-Micollier, Laure Chichet, Baptiste Battelier, Thomas Lévèque, Arnaud Landragin, Philippe Bouyer. Nature Communications, 12 décembre 2016. DOI: 10.1038/NCOMMS13786

Notes:

(1) Selon ce principe, la masse inertielle d'un objet (De manière générale, le mot objet (du latin objectum, 1361) désigne une entité définie dans un espace à trois dimensions, qui a une fonction précise, et qui peut être désigné par une...) (sa résistance à la modification de son mouvement) et sa masse grave (sa sensibilité à la gravité) sont égales. Toutes les mesures de ces grandeurs distinctes sont pour l'instant (L'instant désigne le plus petit élément constitutif du temps. L'instant n'est pas intervalle de temps. Il ne peut donc être considéré comme une...) identiques.


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