Des scientifiques ont réussi à mesurer la dilatation du temps à la plus petite échelle qui soit

La dilatation du temps est une notion introduite par Albert Einstein en 1915. D’après la théorie de la relativité, la masse et la vitesse (accélération) peuvent déformer le temps en modifiant la courbure de l’espace-temps; ce concept explique pourquoi le temps passe plus vite à mesure que l’altitude augmente. Appelé dilatation du temps, ce phénomène peut être mesuré avec une horloge atomique. Les physiciens ont déjà pu l’observer, mais à une échelle relativement grande. Le défi consiste donc à réduire l’intervalle de mesure (en termes de distance). À ce propos, une nouvelle étape vient d’être franchie par les chercheurs de l’institut de recherche américain JILA.

Une horloge atomique ultra sophistiquée

En effet, ces experts ont réussi à mesurer le phénomène de distorsion temporelle sur une distance relativement faible, plus précisément sur seulement un millimètre. Les détails de l’étude — dirigée par le docteur Jun Ye — sont disponibles dans un article publié le 16 février dernier dans la revue Nature. Pour parvenir à un tel exploit, l’équipe du Joint Institute for Laboratory Astrophysics affirme avoir conçu une horloge atomique 50 fois plus précise que les modèles précédents. En réalité, ce n’est pas la première fois que le JILA effectue des expériences visant à diminuer l’intervalle de mesure de la dilatation du temps.

Un nouveau record

En 2010, les scientifiques du centre ont reçu des éloges pour avoir réussi à réduire la distance à 33 centimètres, contre plusieurs kilomètres auparavant. Il s’agissait d’une grande avancée à l’époque, car cela leur a permis de suivre le comportement d’un échantillon d’atomes. Vraisemblablement, l’équipe n’a pas voulu en rester là. Leurs efforts ont porté leurs fruits car avec cette mesure réalisée avec succès sur une distance de un millimètre, les chercheurs pensent désormais pouvoir évaluer les effets de la dilatation du temps à des échelles de plus en plus petites. Il faut savoir que dans leur toute dernière expérience, le changement de fréquence était à peine perceptible, de l’ordre de 0,00000000000000000000001 %.

Réduire l’écart entre la physique quantique et la physique classique

En ce qui concerne la technique utilisée pour cette mesure de haute précision, les scientifiques disent avoir eu recours à une horloge atomique composée d’un nuage ultrafroid d’environ 100 000 atomes de strontium. Comme si cela ne suffisait pas, ils sont parvenus à faire fonctionner lesdits atomes à l’unisson pendant 37 secondes. Une durée jamais atteinte auparavant !

« Actuellement, la force de gravité ne peut être expliquée en termes de physique quantique, mais la possibilité de mesurer ses effets à des échelles de plus en plus petites pourrait permettre de percer ses secrets et peut-être de révéler le chaînon manquant entre la physique quantique et la physique classique », ont conclu les chercheurs.