Des horloges quantiques sensibles au ralentissement gravitationnel express
Le temps s'écoule plus lentement près du sol qu'en haut d'un toit — c'est ce qu'a prédit Einstein dans sa théorie de la relativité. Pour remarquer cette infime différence, des physiciens proposent d'utiliser une paire de photons intriqués, un peu comme deux voix en duo. Les particules sont envoyées dans deux pièges à lumière placés à des hauteurs différentes, où elles attendent que le temps s'écoule différemment pour elles. Ensuite, on les libère et on les mélange dans un dispositif de photométrie de type Hong-Ou-Mandel. Si les photons sont synchrones, ils s'annihilent mutuellement et le détecteur reste silencieux — comme deux diapasons à l'unisson. Mais la gravité modifie la fréquence (la couleur) de la lumière, brisant l'harmonie. Pour amplifier l'effet, on utilise non pas une paire, mais un ensemble de nombreuses particules. Ainsi, la moindre fausse note devient plus perceptible — un chœur s'entend mieux qu'un soliste.
Cette méthode rapproche la vérification de la physique quantique dans la courbure de l'espace-temps directement en laboratoire.
En un an, la différence de marche entre une horloge en sous-sol et une autre au grenier est inférieure à un milliardième de seconde — la nouvelle méthode la rend perceptible en quelques secondes.
Dans le film « Interstellar », le temps ralentit de manière spectaculaire près d'un trou noir ; ici, c'est un écho modeste mais bien réel, observable en laboratoire.