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, des chercheurs 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 à la sortie, la lumière change de rythme : un infime 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 deux moitiés de l'onde photonique et a détecté un écart de quelques millionièmes de radian. C'est la première fois qu'on capture en laboratoire le décalage gravitationnel vers le rouge pour des quanta de lumière individuels. Cette avancée permettra de tester comment les particules quantiques ressentent l'espace courbe. Un jour, de tels détecteurs de table pourraient peut-être capter 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 détecté un décalage de phase de 6 cent-millièmes de radian — c'est comme remarquer la rotation d'une roue de l'épaisseur d'un cheveu.
Dans « Interstellar », les héros envoient un signal à travers la gravité. Les labyrinthes de table pour la lumière montrent déjà comment les particules quantiques s'emmêlent dans l'espace courbe.