Le cristal qui entend la naissance de l'Univers ✛ ✦
Le diapason le plus précis du monde ne répond pas au son, mais aux frémissements de l'espace. Des physiciens transforment un cristal de saphir en détecteur pour capter les ondes gravitationnelles émises juste après le Big Bang. Ces « rides » du tissu cosmique vibrent à des milliards de fois par seconde et cachent peut-être le secret de la matière noire.
Le cristal, de la taille d'un poing, est refroidi presque au zéro absolu. Lorsqu'une onde gravitationnelle le traverse, ses atomes se mettent à vibrer. À certaines fréquences de résonance, naît un « tintement » à peine perceptible : un flux de quanta sonores captés par des capteurs à supraconductivité. C'est de la détection quantique — la mesure la plus précise grâce aux effets quantiques.
L'objectif principal est de détecter les trous noirs primordiaux, nés juste après le Big Bang. C'est probablement d'eux qu'est faite la matière noire. Une installation composée de nombreux cristaux permettra aussi de tester la théorie de l'inflation cosmique. Pour que le système fonctionne, il faut supprimer la décohérence quantique — la destruction de l'état quantique par les perturbations. À l'avenir, un condensat de Bose-Einstein — un état exotique de la matière — pourrait amplifier le signal. Mais la grande surprise : un cristal de dix centimètres interagit avec une onde gravitationnelle aussi efficacement qu'un noyau atomique capture un neutron. Tout le cube se comporte comme une seule particule subatomique.
Un cube de saphir de dix centimètres capte une onde gravitationnelle avec la même probabilité qu'un noyau atomique capture un neutron. Le cristal se comporte comme une seule particule élémentaire géante.