Une bille magnétique flotte dans le vide au-dessus d'une plaque métallique froide. Ni fils, ni supports — seul le champ invisible du supraconducteur l'empêche de tomber. Si l'on pousse légèrement la bille, elle se met à osciller de haut en bas, et la fréquence de ces oscillations dépend de la force avec laquelle la plaque l'attire.

C'est ainsi que fonctionne le nouveau capteur de force. Au lieu d'un ressort ou d'un cantilever, une sphère en lévitation ; au lieu d'une mesure directe du déplacement, un décalage de fréquence de résonance capté par un circuit micro-onde ultrasensible. Le secret : plus la bille est grosse, plus son mouvement affecte le signal, donc moins il faut de photons pour une mesure précise. Cela ouvre la voie à la métrologie quantique avec des objets macroscopiques.

Une telle précision est nécessaire pour vérifier si la loi de la gravitation universelle ne dévie pas à des distances de l'ordre du dixième de micromètre. Certaines théories prédisent qu'à ces échelles apparaissent des forces supplémentaires — appelées forces de Yukawa. Le capteur pourra soit les détecter, soit imposer de nouvelles limites. Il mesurera également l'effet Casimir — l'attraction due aux fluctuations quantiques du vide entre des surfaces proches.

La plaque est refroidie presque au zéro absolu, et la bille est recouverte d'or pour supprimer les champs électriques parasites. Cependant, l'or crée des courants de Foucault qui freinent le mouvement — il faut donc trouver un équilibre. Mais si tout fonctionne, nous verrons pour la première fois un objet macroscopique se comporter à la frontière du monde quantique.