Avalanche de photons : comment attraper l'invisible express
En photométrie (mesure de la lumière), il a longtemps été impossible de détecter des photons micro-ondes individuels, leur énergie étant comparable à l'agitation thermique des atomes. La solution vient des supraconducteurs : un photon déclenche une avalanche — comme une boule de neige qui dévale une pente en grossissant, le quantum micro-onde engendre des dizaines de photons identiques. Le signal amplifié est séparé du bruit de fond grâce à l'analyse de l'entropie quantique — une mesure du désordre : celle de l'avalanche de photons diffère de celle des perturbations aléatoires. Le détecteur est refroidi à une température proche du zéro absolu pour supprimer les interférences thermiques. L'efficacité atteint 84,5 % avec un minimum d'erreurs. Paradoxe : pour capturer des particules issues du passé brûlant de l'Univers, il faut un froid extrême. De tels détecteurs pourraient connecter les ordinateurs quantiques et peut-être permettre d'enregistrer les photons de l'écho du Big Bang, testant ainsi le modèle standard de la physique.
L'énergie d'un photon micro-onde est environ 100 000 fois plus faible que celle d'un photon de lumière visible, mais ce sont précisément ces particules qui portent l'information sur l'Univers primordial.