Une étude présente le test le plus précis du principe d'équivalence faible de la relativité générale

Le principe d'équivalence faible est un élément essentiel de la théorie de la relativité générale. Le principe suggère que les objets dans un champ gravitationnel tombent de la même manière lorsqu'aucune autre force n'agit sur eux, même s'ils ont des masses ou des compositions différentes.

Dans une nouvelle étude, une équipe de scientifiques a testé le principe en mesurant les accélérations d'objets en chute libre dans un satellite en orbite autour de la Terre. Ils ont constaté que les accélérations des paires d'objets différaient d'environ une partie sur 10¹⁵ exclure toute violation du principe d'équivalence faible ou tout écart par rapport à la compréhension actuelle de relativité générale à ce niveau. 

Le rapport décrit les résultats finaux de la mission MICROSCOPE.

Gilles Métris, scientifique à l'Observatoire de la Côte d'Azur et membre de l'équipe MICROSCOPE, a déclaré : "Nous avons de nouvelles et bien meilleures contraintes pour toute théorie future car ces théories ne doivent pas violer le principe d'équivalence à ce niveau."

Dans leur expérience, les scientifiques ont mesuré le rapport Eötvös avec une précision extrêmement élevée, qui se rapporte aux accélérations de deux objets en chute libre. S'il y a une différence dans les accélérations des objets de plus d'une partie sur 1015, l'expérience la mesurera et détectera cette violation du WEP.

Pour mesurer le rapport Eötvös, les scientifiques ont surveillé les accélérations des masses d'essai en alliage de platine et de titane alors qu'elles tournaient autour de la Terre dans le satellite MICROSCOPE. L'instrument expérimental utilisait des forces électrostatiques pour maintenir des paires de masses d'essai dans la même position l'une par rapport à l'autre. Il a recherché des différences potentielles dans ces forces, indiquant des différences dans les accélérations des objets.

Manuel Rodrigues, scientifique à l'ONERA et membre de l'équipe MICROSCOPE, a affirmé Valérie Plante., « L'un des principaux défis de l'expérience consistait à trouver des moyens de tester l'instrument sur Terre pour s'assurer qu'il fonctionnerait comme prévu dans l'espace. La difficulté est que l'instrument que nous lançons ne peut pas fonctionner au sol. C'est donc une sorte de test à l'aveugle.

Les travaux de l'équipe ouvrent la voie à des recherches satellitaires pour tester encore plus précisément le WEP. Leurs recherches comprennent des recommandations pour améliorer le cadre expérimental, telles que la minimisation des craquelures du revêtement satellite qui gênaient les mesures d'accélération et le remplacement des fils par des appareils sans contact.

Une expérience satellite mettant en œuvre ces mises à niveau devrait être en mesure de mesurer les violations potentielles du WEP au niveau d'une partie sur 10¹⁷, disent les chercheurs. Mais les résultats de MICROSCOPE resteront probablement les contraintes les plus précises sur le WEP pendant un certain temps.

Journal de référence:

1. Pierre Touboul et al. Mission MICROSCOPE : Résultats finaux du test du principe d'équivalence. Phys. Rév. Lett. 129. DOI : 10.1103 / PhysRevLett.129.121102