Une nouvelle ère pour la détection des gravitons se profile. Un groupe de chercheurs a dévoilé une méthode innovante pour capturer ces particules insaisissables.
Des chercheurs dirigés par Igor Pikovski, professeur à l'Université Stevens, ont proposé une expérience pour détecter les gravitons, les briques élémentaires de la gravité. Jusqu'ici, ces particules étaient réputées impossibles à observer directement.
On pense que la gravité est composée de minuscules blocs quantiques appelés gravitons, mais jusqu'à présent, ils se sont révélés trop insaisissables pour être observés. Une nouvelle découverte du groupe de recherche de Pikovski montre que les capteurs quantiques de nouvelle génération peuvent en capturer un seul.
Crédit: Pikovski Research Group
Les gravitons, selon la théorie quantique, constituent les blocs fondamentaux de la gravitation, tout comme les photons pour la lumière. Bien que les ondes gravitationnelles aient été détectées, aucun graviton n'a encore été observé.
L'équipe de Pikovski a imaginé une méthode utilisant un résonateur acoustique, un cylindre lourd couplé à des capteurs quantiques avancés. Cette technologie permettrait d'observer l'absorption et l'émission de gravitons à travers des "sauts quantiques".
Pour détecter ces sauts quantiques, il est nécessaire de refroidir le matériau du résonateur et surveiller les changements d'énergie à chaque passage d'une onde gravitationnelle. Cette technique s'inspire de l'effet photoélectrique découvert par Einstein.
Les données des observatoires comme LIGO, qui détectent les ondes gravitationnelles, pourraient être utilisées pour aider à isoler ces gravitons uniques. Cependant, les technologies nécessaires ne sont pas encore complètement développées.
L'équipe reste optimiste: les progrès rapides des technologies quantiques laissent espérer des avancées imminentes dans la capture des gravitons. Une nouvelle étape dans la quête pour unifier la gravitation et la mécanique quantique pourrait être à portée de main.
Pikovski souligne l'importance de poursuivre cette recherche, malgré les obstacles, en s'inspirant des premières découvertes sur les quanta de lumière, il y a plus d'un siècle.
Qu'est-ce qu'un graviton ?
Un graviton est une particule hypothétique qui représenterait la plus petite unité ou quantum de l'interaction gravitationnelle.
Dans la physique moderne, chaque force fondamentale est médiée par une particule quantique, et pour la gravité, ce serait le graviton. Cependant, contrairement aux photons pour la lumière, les gravitons n'ont jamais été directement observés en raison de leur nature extrêmement difficile à détecter.
Les gravitons sont supposés être sans masse et se déplaceraient à la vitesse de la lumière. Leur existence s'inscrit dans la recherche d'une théorie unificatrice entre la mécanique quantique et la relativité générale, un domaine encore largement inexploré appelé "gravité quantique".
Si les gravitons existent, leur détection pourrait révolutionner notre compréhension de l'Univers et des forces fondamentales qui le régissent.