Un gravimètre atomique fonctionne comme une balance très précise pour la gravité : il lance un nuage d'atomes et observe la vitesse à laquelle ils retombent. Mais ces instruments ont un défaut caché : la forme du signal qu'ils produisent est légèrement asymétrique. Ce déséquilibre, tel un bord de règle irrégulier, décale imperceptiblement toutes les mesures.
Dans cette nouvelle étude, ce décalage a été observé pour la première fois en direct sur un gravimètre à interféromètre atomique à base courte. Il s'avère qu'il ne croît pas progressivement, mais très brusquement : si l'on réduit de moitié le temps de chute libre des atomes, le décalage est multiplié par huit — comme un cube dont l'arête est divisée par deux, mais dont le volume chute d'un facteur huit. Pour un temps de seulement quelques millisecondes, l'erreur sur la mesure de l'accélération de la pesanteur g atteint 0,1 à 1 mGal.
Le résultat correspond exactement aux calculs effectués précédemment par les auteurs. Pour les gravimètres atomiques compacts, où le temps de vol des atomes est inévitablement court, ce décalage ne peut plus être ignoré — sinon la carte du sous-sol présentera une courbure imperceptible mais systématique.
tel que rédigé par les auteurs, en anglais arXiv:2603.21202
This paper presents the first experimental observation and investigation of a lineshape-asymmetry-caused shift (LACS) in a short-baseline atomic interferometer-gravimeter. It is shown that this shift scales inversely with the cube of the free evolution time, $$\propto T^{-3}$$, and can lead to a noticeable systematic error in the measured value of the gravitational acceleration g at the level of 0.1-1 mGal ($$T\approx$$ milliseconds). The obtained results are in good agreement with our previous theoretical studies and highlight the importance of accounting for LACS in high-precision absolute measurements of g in compact atomic gravimeters.
Un gravimètre à interféromètre atomique est si sensible qu'il peut détecter une variation de la gravité lorsqu'on soulève l'instrument de quelques centimètres.