Un capteur quantique très sensible de Jena a parcouru près de 9 000 kilomètres: par camion à Hambourg, par navire à travers l'Atlantique, et enfin par voie terrestre à Vassouras, au Brésil.
Sur le campus de l'Observatório Nacional, des chercheurs du Leibniz Institute of Photonic Technology (Leibniz-IPHT) à Jena, ainsi que des partenaires brésiliens, ont installé une nouvelle station de mesure. Il fait partie du projet GNOME mondial et est conçu pour aider à répondre à l'une des grandes questions non résolues de la physique moderne: la nature de la matière noire.
La matière noire ne peut pas être directement détectée avec des méthodes de mesure conventionnelles. Cependant, il influence manifestement le mouvement des galaxies et la structure du cosmos. Comprendre sa nature reste l'un des problèmes ouverts centraux de la physique.
La collaboration internationale de GNOME (réseau mondial d'agnéromètres optiques pour les recherches de physique exotique) recherche spécifiquement des signes de particules hypothétiques – parmi les soi-disant axions – qui pourraient interagir avec les atomes à l'intérieur des magnétomètres.
« Notre station est basée sur un magnétomètre optiquement pompé, dans lequel nous utilisons la lumière laser pour conduire les atomes de césium dans des états quantiques spécifiques », explique le Dr Theo Scholtes, physicien de Leibniz-IPHT. « Si cet état change – par exemple, en raison d'un champ d'obscurité qui passe – nous pouvons le mesurer avec une haute précision. »
La technologie du capteur – y compris le blindage magnétique, la stabilisation du laser et le contrôle du système – a été développé, construit et testé à Leibniz-IPHT à Jena.
La nouvelle station Gnome au Brésil est la première station d'exploitation en permanence du réseau dans l'hémisphère sud. Cette expansion géographique est particulièrement importante pour le projet. « Avec la station de Vassouras, nous améliorons notre capacité à trianguler les événements potentiels – c'est-à-dire pour déterminer leur origine plus précisément en comparant les signaux de plusieurs stations. Le principe est similaire à la façon dont les ondes gravitationnelles sont détectées », explique Theo Scholtes.
