Un labyrinthe de lumière sur une table capture la gravité express
La théorie de la gravité d'Einstein — la relativité générale — ne rencontre presque jamais la physique quantique dans des expériences directes. Ici, les scientifiques ont construit sur une table un labyrinthe de 50 km de verre et y ont envoyé des photons uniques. La gravité courbe légèrement l'espace à l'intérieur de ce labyrinthe, et la lumière à la sortie change le rythme de son onde — un minuscule retard apparaît, comme si un couloir s'était imperceptiblement allongé.
Pour ne pas confondre la gravité avec les vibrations du sol, la table a été suspendue sur des amortisseurs — même un train au loin aurait perturbé l'expérience. L'appareil a comparé les deux moitiés de l'onde photonique et a détecté un écart de quelques millionièmes de radian. Ainsi, pour la première fois en laboratoire, on a capté le décalage gravitationnel vers le rouge pour des quanta de lumière individuels. Cette percée permettra de vérifier comment les particules quantiques ressentent l'espace courbé. Un jour, de tels détecteurs de table pourraient peut-être entendre aussi les ondes gravitationnelles à l'échelle microscopique.
La gravité influence si faiblement la lumière qu'en montant d'un mètre, la fréquence ne change que de $10^{-16}$. Dans l'expérience, on a capté un décalage de phase de 6 centièmes de millième de radian — c'est comme remarquer la rotation d'une roue de l'épaisseur d'un cheveu.
Dans « Interstellar », les héros envoyaient un signal à travers la gravité. Les vrais labyrinthes de table pour la lumière montrent déjà comment les particules quantiques s'emmêlent dans l'espace courbé.