La NASA présente un capteur quantique « ultra-froid » dans l’espace

MADRID, le 13 août. (EUROPA PRESS) –

Une expérience de la NASA sur la Station spatiale internationale a utilisé pour la première fois des atomes ultrafroids pour détecter les changements dans l’environnement environnant dans l’espace.

Les futures missions spatiales pourraient utiliser la technologie quantique pour suivre l’eau sur Terre, explorer la composition des lunes et d’autres planètes ou enquêter sur de mystérieux phénomènes cosmiques.

Cold Atom de la NASA, une installation pionnière à bord de la Station spatiale internationale, étudie comment la science quantique peut être utilisée dans l’espace. Les membres de l’équipe scientifique ont mesuré les vibrations subtiles de la station spatiale avec l’un des outils embarqués du laboratoire. C’est la première fois que des atomes ultrafroids sont utilisés pour détecter des changements dans l’environnement dans l’espace.

L’étude, publié dans Nature Communicationsrapporte également la plus longue démonstration de la nature ondulatoire des atomes en chute libre dans l’espace.

L’équipe a effectué ses mesures avec un outil quantique appelé interféromètre atomique, qui peut mesurer avec précision la gravité, les champs magnétiques et d’autres forces. Les scientifiques et ingénieurs sur Terre utilisent cet outil pour étudier la nature fondamentale de la gravité et les technologies avancées qui aident les avions et les navires à naviguer. (Les téléphones portables, les transistors et le GPS ne sont que quelques autres technologies importantes basées sur la science quantique, mais n’impliquant pas l’interférométrie atomique.)

Selon la NASA, les physiciens étaient impatients d’appliquer l’interférométrie atomique dans l’espace car la microgravité permet des temps de mesure plus longs et une plus grande sensibilité des instruments, mais l’équipement extrêmement sensible a été considéré comme trop fragile pour fonctionner pendant de longues périodes sans assistance pratique. Le laboratoire Cold Atom, exploité à distance depuis la Terre, Il est désormais prouvé que c’est possible.

“Atteindre cette étape a été un défi incroyable et notre succès n’a pas toujours été acquis”, a déclaré Jason Williams, scientifique du projet Cold Atom Laboratory au Jet Propulsion Laboratory de la NASA en Californie du Sud. “Il a fallu du dévouement et un sens de l’aventure de la part de l’équipe pour y parvenir.”

Les capteurs spatiaux capables de mesurer la gravité avec une grande précision ont un large éventail d’applications potentielles. Par exemple, ils pourraient révéler la composition des planètes et des lunes de notre système solaire, car différents matériaux ont des densités différentes qui créent de subtiles variations de gravité.

Ce type de mesure est déjà réalisé dans le cadre du projet collaboratif américano-allemand GRACE-FO (Gravity Recovery and Climate Experiment Follow-on), qui détecte de légers changements de gravité pour suivre le mouvement de l’eau et de la glace sur Terre. Un interféromètre atomique pourrait offrir une précision et une stabilité supplémentaires, révélant plus de détails sur les changements de masse en surface.

Des mesures précises de la gravité pourraient également donner un aperçu de la nature de la matière noire et de l’énergie noire, deux grands mystères cosmologiques. La matière noire est une substance invisible cinq fois plus répandue dans l’univers que la matière « normale » qui constitue les planètes, les étoiles et tout ce que nous pouvons voir. L’énergie sombre est le nom donné au moteur inconnu de l’expansion accélérée de l’univers.

“L’interférométrie atomique pourrait également être utilisée pour tester de nouvelles manières la théorie de la relativité générale d’Einstein”, a-t-il déclaré. dans une déclaration Cass Sackett, professeur à l’Université de Virginie, chercheur principal du Cold Atom Lab et co-auteur de la nouvelle étude. “Il s’agit de la théorie de base qui explique la structure à grande échelle de notre univers, et nous savons qu’il y a des aspects de cette théorie que nous ne comprenons pas correctement. Cette technologie peut nous aider à combler ces lacunes et nous donner une vision plus complète. image de la réalité dans laquelle nous vivons ».