Une équipe de physiciens et d'ingénieurs affiliés à plusieurs institutions chinoises a développé un nouveau type de petit gravimètre très sensible, capable de fonctionner de manière stable à température ambiante. Dans leur projet, rapporté dans la revue Physical Review Letters, le groupe a développé une stratégie à double aimant qui utilisait un laser pour mesurer les changements de gravité.
Les appareils de mesure de la gravité existent depuis un certain temps. Malheureusement, les deux principaux types présentent des inconvénients :ceux basés sur de petits oscillateurs ont tendance à vieillir rapidement, entraînant une perte de précision. Et ceux basés sur des matériaux supraconducteurs nécessitent des conteneurs froids, ce qui signifie qu’ils consomment beaucoup d’énergie et sont difficiles à déplacer. Dans ce nouvel effort, l'équipe de recherche a adopté une nouvelle approche.
Ils ont construit un appareil avec un grand aimant à l’intérieur d’une armoire fixée en haut au centre. Ils ont ensuite ajouté un aimant plus petit en dessous et l’ont logé dans une coque en graphite repoussant les champs. Le magnétisme opposé a fait léviter le plus petit aimant. La légère répulsion a également entraîné des oscillations verticales :l'ajustement de l'espace entre les aimants a permis à l'équipe de le réduire à seulement 1 Hz.
L’équipe a ensuite ajouté un fil qui pendait du plus gros aimant :son mouvement, vers le haut ou vers le bas, représentait des changements dans l’attraction gravitationnelle. Ce mouvement a été mesuré à l'aide d'un laser vertical qui présentait différents degrés d'intensité car il était bloqué par le fil lors de son déplacement. La mesure de ces changements a permis de calculer la quantité de gravité subie par l'appareil.
L'équipe a testé leur appareil en le plaçant dans une chambre à vide pendant plusieurs semaines, lui permettant ainsi de se stabiliser. Ils l’ont ensuite utilisé pour mesurer la gravité de la Lune et du Soleil au cours des cinq jours suivants. Ils ont ensuite comparé les résultats avec les valeurs prédites et ont constaté que leur signal affichait des oscillations représentant des variations de l'accélération gravitationnelle allant jusqu'à environ 10 −7 . de la valeur standard, qu'ils décrivent comme très précise.
L’équipe décrit son travail comme un dispositif de validation de principe et suggère que des travaux supplémentaires mèneraient probablement à un raffinement, ce qui devrait conduire à une précision encore plus grande. Ils prévoient également de rendre l'appareil plus robuste physiquement afin qu'il puisse résister aux déplacements d'un site à l'autre.
Plus d'informations : Yingchun Leng et al, Mesure des marées terrestres avec un micro-oscillateur à lévitation diamagnétique à température ambiante, Physical Review Letters (2024). DOI : 10.1103/PhysRevLett.132.123601
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