Effet de la dispersion sur le signal ELF attendu au niveau d'un capteur quantique de précision. Un schéma de fabrication, propagation et détection d'un paquet d'ondes ELF (en rouge). Une fusion BBH (à gauche) émet une rafale d'ELF et d'ondes gravitationnelles. Comme le sursaut ELF se propage avec la vitesse de groupe vg c vers le détecteur (à droite), il est en retard sur les ondes gravitationnelles émises, qui se propagent à c. Étant donné que les composants ELF les plus énergétiques se propagent plus rapidement, le paquet d'ondes ELF détecté présente un chirp de fréquence caractéristique, représenté par le paquet d'ondes illustré à droite. Crédit: Astronomie de la nature (2020). DOI :10.1038/s41550-020-01242-7
Une équipe de physiciens des États-Unis, La Pologne et l'Allemagne proposent d'utiliser des réseaux de capteurs quantiques tels que les horloges atomiques du réseau GPS ou les capteurs de la collaboration Gnome (un réseau de magnétomètres atomiques blindés constitué de 13 stations placées stratégiquement sur quatre continents - chacune étant équipée d'un magnétomètre qui a une sensibilité sub-picotesla) pour détecter les champs ultralégers exotiques (ELD). Dans leur article publié dans la revue Astronomie de la nature , le groupe décrit des calculs théoriques pour prédire les types de signaux qui pourraient constituer des ELD et comment ils pourraient être détectés.
Au cours des dernières années, l'astronomie multi-messagers est apparue comme un moyen d'étudier les signaux de certains événements astrophysiques tels que la fusion des trous noirs, qui libèrent de l'énergie sous forme de signaux qui voyagent à travers l'immensité de l'espace. L'astronomie multi-messages consiste à focaliser plusieurs types de télescopes et de capteurs au même point pour détecter les différents types de signaux produits par le même événement.
Les chercheurs avec ce nouvel effort notent que les physiciens ont de nombreuses questions concernant de tels signaux, l'une d'elles est de savoir si les théories concernant les champs exotiques avec des quanta de lumière sont valides. Ils notent que pour que de telles théories gagnent en crédibilité, des preuves matérielles doivent être trouvées. À cette fin, ils suggèrent que les réseaux de capteurs quantiques pourraient probablement faire le travail. Ils montrent que les capteurs existants pourraient être suffisamment puissants pour détecter les ELD. Ils suggèrent en outre que les ELD produites par des événements astrophysiques pourraient être détectées par des capteurs existants utilisés pour d'autres applications. Leurs calculs suggèrent que les taux et les distances des sources d'ondes gravitationnelles, leurs retards et amplitudes de signal pourraient être du type que les systèmes existants tels que les horloges atomiques du réseau GPS ou le réseau Gnome pourraient détecter. Ainsi, ils suggèrent en outre que de tels systèmes pourraient fonctionner comme des télescopes ELF avec la capacité de détecter une grande variété de sursauts ELD.
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