Les chercheurs ont démontré une nouvelle technique de détection quantique qui élimine efficacement une source majeure de bruit de fond, une avancée qui pourrait améliorer les futures recherches sur la matière noire et les ondes gravitationnelles.
L’étude, publiée dans Nature, décrit un prototype de dispositif utilisant deux interféromètres atomiques fonctionnant à des endroits différents mais partageant la même source laser. En comparant les mesures des deux instruments, le système peut annuler le bruit laser qui autrement submergerait les signaux extrêmement faibles.
Pour tester cette approche, les chercheurs ont délibérément ajouté un bruit puissant au laser. L’appareil a continué à fonctionner avec succès, avec des mesures limitées principalement par le caractère aléatoire quantique des atomes plutôt que par des interférences externes.
Les interféromètres atomiques mesurent de minuscules perturbations en suivant le comportement ondulatoire des atomes et sont considérés comme des outils prometteurs pour explorer les questions fondamentales de la physique. Leur sensibilité a cependant longtemps été limitée par le bruit présent dans les impulsions laser utilisées pour manipuler et mesurer les atomes.
L’équipe a également appliqué des signaux oscillants conçus pour imiter ceux attendus des ondes gravitationnelles primordiales et de la matière noire ultralégère. Même lorsqu’ils fonctionnaient ensemble dans des conditions bruyantes, les interféromètres appariés étaient capables de détecter clairement les signaux.
Les scientifiques affirment que cette technique pourrait aider les futurs détecteurs à rechercher des signaux faibles provenant de l’univers primitif, à sonder la nature de la matière noire et à faire la lumière sur la formation des trous noirs supermassifs moins d’un milliard d’années après le Big Bang.
