Un aimant en lévitation refroidi à des millikelvins express

Original: "Picometer control of a levitating milligram gravity sensor"
arXiv:2605.28479 · 2026-05-27 · CC BY 4.0 · 2 min
Un minuscule aimant en lévitation dans un piège supraconducteur a été calmé jusqu'à presque l'immobilité totale.

Un aimant de la taille d'un grain de riz flotte dans le vide, sans toucher les parois. Il est maintenu par le champ magnétique d'un piège supraconducteur — un anneau refroidi dans un état où le courant circule sans résistance. La lévitation est nécessaire pour éliminer le frottement : sans lui, même une faible impulsion fait osciller l'aimant très longtemps, comme un diapason après un choc.

Le facteur de qualité (Q) des oscillations atteint ici des millions — cela signifie que l'aimant peut osciller des millions de fois avant de s'arrêter de lui-même.

Mais pour des mesures fines, même ces vibrations résiduelles sont gênantes. On les élimine par une contre-réaction : une bobine supraconductrice détecte les mouvements de l'aimant, et un ordinateur, via un amplificateur, envoie un signal à un poussoir piézoélectrique. Celui-ci secoue le piège en opposition de phase — comme si, assis dans un bateau, vous vous déplaciez à contre-courant de la vague pour l'annuler. On a ainsi réussi à réduire l'amplitude des oscillations à deux picomètres — c'est cent fois plus petit que le diamètre d'un atome.

La température de mouvement est tombée en dessous de dix millikelvins. Pour comparaison : dans l'espace interstellaire, il fait plus chaud — environ trois kelvins. Tout l'expérience est enfermée dans un cryostat à dilution qui atténue les vibrations externes d'un facteur de cent milliards. À l'avenir, on espère refroidir un tel système jusqu'à la limite quantique — alors l'aimant n'oscillera qu'à cause du principe d'incertitude, et non de perturbations extérieures. Cela ouvrirait la voie à des détecteurs de gravité capables de ressentir l'attraction d'objets de la taille d'un grain de sable.

L'amplitude des oscillations de deux picomètres est si petite que si l'aimant avait la taille de la Terre, son mouvement serait plus petit que l'épaisseur d'un cheveu humain.

Scientifiques
Wolfgang PauliBernhard RiemannJoseph WeberKarl SchwarzschildKip ThorneRainer Weiss
Notions
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