Ondes gravitationnelles: LIGO s'affranchit d'une limite quantique
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Le projet LIGO opère sur deux sites de détection: un près de Hanford dans l'État de Washington, et un autre près de Livingston en Louisiane.
Crédit: LIGO Collaboration
Le phénomène observé concerne la détection de fines ondulations de l'espace-temps. Le Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) a amélioré sa capacité à identifier les collisions de trous noirs et d'étoiles à neutrons. Lee McCuller, professeur adjoint de physique à Caltech, indique que cette avancée ouvre de nouvelles perspectives en astronomie.
Les ondes gravitationnelles se forment lors du mouvement d'objets massifs dans l'espace. Des objets très massifs, comme les étoiles à neutrons ou les trous noirs, génèrent des ondes mesurables. Le détecteur LIGO les repère en mesurant les déformations de l'espace-temps qu'elles induisent. Ces déformations sont souvent minuscules, de l'ordre de millièmes de la taille d'un proton ou d'un neutron.
Le principal défi réside dans le bruit quantique, dû aux interactions spontanées de particules subatomiques. Ce bruit perturbe la sensibilité du détecteur LIGO. Les chercheurs ont donc utilisé le principe d'incertitude d'Heisenberg pour surmonter ces limitations. En "compressant" certaines propriétés de la lumière, ils ont réussi à réduire le bruit et à améliorer la détection.
La technique de compression fréquence-dépendante fonctionne un peu comme le pincement d'un ballon: en "pinçant" une propriété de la lumière, on déplace l'une des incertitudes vers l'autre. Dhruva Ganapathy, étudiant en doctorat au MIT, souligne que cette approche est la plus simple pour augmenter la sensibilité de LIGO sans augmenter les coûts.