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Le monde selon la physique/physics world w 38 / partie 3

Publié le 23 octobre 2014 par 000111aaa

Il y a tant de choses à lire ,traduire ou résumer  et vous proposer ensuite et qui sont  parues pendant les semaines où votre fainéant  de physicien  se  prélassait  à PRINCETON  et en  FLORIDE  que je suis contraint de  vous les débiter en petites tranches !

LE MONDE SELON LA PHYSIQUE/PHYSICS WORLD W 38 / PARTIE 3

Tabletop experiment could detect gravitational waves

8 comments

Tiny device could beat LIGO to detecting ripples in space–time, say physicists

Un détecteur de la  taille d’une  pièce pourrait suffire à  observer les ondes gravitationnelles avant les interféromètres géants  de type LIGO, selon deux physiciens australiens qui  viennent de  construire  leur appareil. Leur  détecteur est conçu pour vous détecter  à très haute fréquence les ondes gravitationnelles par les vibrations exceptionnellement faibles qu'elles induiraient  . Mais  d'autres scientifiques préviennent les objets que l'astrophysique  supputent   émettre ce rayonnement peuvent le  faire très faiblement ou qu il  peut ne pas exister réellement.

Prédite par la théorie générale de la relativité d'Einstein, mais encore non  directement observées, les ondes gravitationnelles sont des ondulations dans l'espace-temps générées par l'accélération des objets massifs. Le petit détecteur a été réalisé  par Maxim Goryachev et Michael Tobar de l'Université de Western Australia à Perth et est basé sur la technologie de détection d’entrée en  résonance massique , vieille  de plusieurs décennies.

 D’infimes vibrations

Mis au point par Joseph Weber de l'Université du Maryland aux États-Unis dans les années 1950, les détecteurs de résonance massique  ont traditionnellement utilisé des barres de métal d'environ un mètre de long et  pesant autour d'une tonne de poids, ce qui les rendrait  sensibles aux ondes gravitationnelles dans une gamme  de fréquences jusqu'à environ un à  quelques kilohertz. Il s'est avéré, cependant, que les petites vibrations qui seraient induites par les ondes gravitationnelles sont extrêmement difficiles à détecter au dessus ( ou   a cause) du bruit thermique dans la barre - même  lorsqu’elle  a été refroidie  à des températures cryogéniques.

Goryachev et Tobar pensent avoir  surmonté ce problème en ciblant le  rayonnement gravitationnel   recherché dans la gamme 1-1000 MHz. Tobar a d'abord pensé que le type de détecteur à l’ échelle  du gramme adapté à ces fréquences serait beaucoup trop léger pour produire n'importe quel type de signal mesurable. Mais il s'est alors rendu compte qu'ils  pouvaient atteindre les sensibilités nécessaires par refroidissement  d’une masse  à onde acoustique (BAW)  en cavité de quartz et  stimuler sa sensibilité en utilisant  les amplificateurs à extrêmement faible bruit de type  "SQUID". «Notre technologie a réellement été connue  depuis des décennies», dit-il, "mais à la température ambiante

Leur dispositif est constitué d'un disque de quartz de 2,5 cm de diamètre articulé sur un autre morceau de quartz et les deux  placés dans une chambre à vide. Un passage à haute fréquence d’onde gravitationnelle entrainerait le disque en vibration ,par  la mise en place des ondes stationnaires de bruit à travers l'épaisseur de 2 mm du disque. La surface supérieure du disque est légèrement incurvée à son piège  à phonons (quanta), ce qui améliore le rapport signal-sur-bruit. La nature de quartz piézo-électrique permet aux petites vibrations de convertir en un signal électrique qui est amplifié par le SQUID.

Les chercheurs ont mis  actuellement en service leur appareil à 4 K, et espèrent obtenir le cryostat dédié et les  SQUID sensibles nécessaires pour atteindre la température de conception de 10 mK dans la prochaine année. Le dispositif coûte environ 500.000 dollars pour se  faire et les physiciens disent que sa compacité et sa facilité de fabrication  se  prête à être amplifiée dans des tableaux qui permettraient d'améliorer la sensibilité et aider à filtrer les faux événements(artefacts)

Après avoir pris en compte toutes les sources connues de bruit, Goryachev et Tobar estiment que leur détecteur serait sensible à des signaux de contrainte   dans l'espace-temps aussi faibles que  que 10-22,  valeur que l’installation   «   Advanced LIGO » est  prévue  d atteindre . Advanced LIGO est une

mise à niveau des deux détecteurs LIGO existants aux États-Unis, qui sont en  recherche d'ondes gravitationnelles en utilisant  d’énormes masses situées aux extrémités des interféromètres optiques avec des bras qui ont  4 km de long. Ces immenses détecteurs sont censés détecter des signaux entre environ 0,1-1 kHz, à partir de sources telles que celles des   étoiles à neutrons binaires ou  des collision de trous noirs d'ici la fin de l'année 2018.

Cordes et axions cosmiques

Goryachev et Tobar disent que leur appareil devrait détecter les trous noirs de faible masse encerclés par la matière noire, ce dernier émettant  alors des ondes gravitationnelles comme  les électrons liés à un atome émettent  un rayonnement électromagnétique. D'autres sources possibles, ajoutent-ils, comprennent les flux de plasma et  des entités cosmologiques exotiques tels que des cordes ou des nuages ​​d’ axions cosmiques. Tobar dit qu'ils pourraient détecter les ondes gravitationnelles avant « advanced LIGO » , ajoutant: "Nous pouvons au moins mettre les premières  limites supérieures sérieuses  de ce genre de sources."

Mike Cruise, un astrophysicien de l'Université de Birmingham au Royaume-Uni, fait l'éloge de la proposition "très sophistiquée mais crédible", mais avertit le lecteur que de nombreuses sources à haute fréquence "sont très spéculatives et pourraient bien en fait  ne pas exister" et peuvent également être beaucoup plus faibles que celles  sondées  par des interféromètres. "L'énergie gravitationnelle disponible est susceptible de baisser en fonction du  cube de la longueur d'onde», dit-il, "ce qui est très dommgeables  quand  il y a  pour les longueurs d'onde  une diminution par un facteur de un mille ou un million."

Le détecteur est décrit dans une prépublication arXiv sur. À propos de l'auteur

Edwin Cartlidge est un écrivain de science basée à Rome

1.   MON COMMENTAIRE : LISEZ AUSSI LES COMMENTAIRES EN ANGLAIS….. Si le prix Nobel n’avait pas été déjà attribué en 1993 à Russell Hulse et Joseph Taylor pour les ondes gravitationnelles semble-t-il  révélées  à partir d’un pulsar  binaire  , j’en resterais aux considérations théoriques de  EINSTEIN ……  C’est à dire un phénomène d’une  caractéristique énergétique  inconnue   ( constante ou amortie ?  linéaire ou pas ETC   )  et  en tous cas extrêmement faible ( un    tout petit frémissement ou trémolo de la structure locale de l’espace-temps !!!!!) …. LA QUESTION LA PLUS IMPORTANTE EST POSEE DANS LE FORUM DE L’ARTICLE ANGLO SAXON /DANS QUELLE GAMME DE FREQUENCES  FAUT IL ALLER CHERCHER  car cela implique  à mon avis des caractéristiques TECHNIQUES  de détection  zoomesque   et une discrimination  des « divers bruits «  d'un l’univers  chaotique , quantique et tremblotant!!!!!!….. et pour moi il est très possible que la cause de l origine de la  gravité soit de l’ordre du monde sub quantique …… et d'ailleurs  même pour les cordistes elle   vient d’ ailleurs ! (MALDACENA)…….JE PASSE AUSSI SUR LES REFLEXIONS IRONIQUES DES COMMENTATEURS QUI traitent les ondes gravitationnelles de soucoupes volantes !

A suivre


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