Les physiciens ont enfin trouvé un moyen de mesurer la gravité à l’échelle microscopique

Des chercheurs ont réalisé la toute première mesure de la gravité à l’échelle microscopique. Une percée ouvrant potentiellement la voie à une théorie unifiée à même de résoudre les plus grands mystères de l’Univers.

Mesure record

Des quatre forces fondamentales (la gravité, l’électromagnétisme et les forces nucléaires forte et faible), la gravité est sans doute la moins abstraite, mais il s’agit également de la seule que nous ne pouvons pas expliquer actuellement à l’aide du modèle standard de la physique des particules.

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S’il existe une théorie quantique de la gravité, les indices se cachent aux échelles les plus infimes, dans les interactions gravitationnelles entre les atomes et les particules. Cependant, parvenir à les mesurer constitue un véritable défi pour les scientifiques, en raison de l’écrasante influence gravitationnelle de la Terre.

Dans le cadre de travaux publiés dans la revue Science Advances, Tim Fuchs et ses collègues sont parvenus à établir qu’une particule de 0,43 milligramme seulement générait une attraction gravitationnelle de 30 attonewtons. À titre de comparaison, le précédent record avait impliqué une sphère en or de 90 milligrammes.

Pour réaliser une telle mesure, l’équipe a utilisé un piège magnétique supraconducteur au sein duquel la particule submillimétrique, un minuscule aimant en néodyme, a été placée en lévitation. Refroidi à une température proche du zéro absolu et suspendu à un système complexe de ressorts afin de limiter les vibrations, le dispositif a permis de mesurer précisément et pour la première fois la gravité à un niveau microscopique.

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Des implications majeures

Selon l’équipe, l’approche utilisée permet d’envisager la mesure de particules de plus en plus petites, jusqu’à sonder la gravité à l’échelle quantique. Ce qui pourrait déboucher sur une « théorie du tout », à même de décrire de manière cohérente et unifiée l’ensemble des interactions fondamentales, et ainsi éclairer les origines de l’Univers ou les phénomènes se produisant à l’intérieur des trous noirs.

« Maintenant que nous avons réussi à mesurer les signaux gravitationnels à la plus petite masse jamais enregistrée, cela signifie que nous sommes enfin sur le point de comprendre comment les deux formes de gravité fonctionnent en tandem », estime Fuchs.