Publié le 8 janvier 2026 à 10h53. Des chercheurs de l’Université Ludwig-Maximilian de Munich ont mis au point une technique innovante basée sur les principes de la physique quantique permettant de détecter des mouvements infimes, ouvrant la voie à des applications dans des domaines tels que la microscopie de haute précision et la détection de vibrations.
- Une nouvelle méthode d’amplification à faible valeur (WVA) permet de mesurer avec une extrême sensibilité les plus petits déplacements d’un faisceau laser.
- L’équipe a intégré un prisme Dove dans un interféromètre pour amplifier les changements dans le faisceau d’entrée, même lorsque les perturbations se produisent à l’extérieur de l’appareil.
- Les mesures obtenues sont d’une précision inégalée, atteignant le dixième de microradian ou du micromètre.
Mesurer avec précision les moindres variations de position ou d’inclinaison d’un faisceau laser est crucial dans de nombreuses disciplines scientifiques et techniques, notamment en microscopie à force atomique. La méthode d’amplification à faible valeur (WVA), issue de réflexions sur les fondements de la mécanique quantique, avait déjà démontré que, dans certaines conditions, le signal de sortie d’un interféromètre pouvait être significativement modifié par des perturbations minimes des faisceaux lumineux qui le composent. Un interféromètre est un instrument de mesure capable de détecter les plus infimes différences en superposant des ondes lumineuses.
La physicienne Carlotta Versmold, de l’Université Ludwig-Maximilian de Munich (LMU), et ses collègues, membres du pôle d’excellence MCQST, ont désormais perfectionné cette approche en collaboration avec des chercheurs de l’Université de Tel Aviv. L’équipe a développé un dispositif permettant d’amplifier également les variations du faisceau entrant. Cette avancée permet d’effectuer des mesures beaucoup plus précises, même lorsque les perturbations du faisceau lumineux se produisent à l’extérieur de l’interféromètre. Par exemple, un faisceau laser réfléchi par une fenêtre distante pourrait capter les vibrations de la vitre induites par des conversations dans le bâtiment, rendant potentiellement possible l’écoute de ces conversations.
Dans les interféromètres conventionnels, une modification de la lumière incidente entraînerait des changements similaires dans les deux bras de l’instrument, sans affecter le signal de sortie. Versmold et ses collaborateurs ont introduit un prisme Dove dans le trajet du faisceau lumineux d’un des bras de l’interféromètre. Ce type de prisme crée une réflexion supplémentaire, de sorte que tout déplacement du faisceau entrant a des effets opposés sur les deux trajets, amplifiant ainsi l’interférence à distance dans l’interféromètre et générant un déplacement accru.
Carlotta Versmold a réussi à mesurer l’inclinaison et le déplacement d’un faisceau entrant dans l’interféromètre avec une précision de l’ordre du dixième de microradian ou du dixième de micromètre, soit une valeur bien inférieure au diamètre du faisceau, qui est d’environ 2 millimètres. Pour démontrer l’efficacité de la méthode, elle a encodé de la musique dans les vibrations d’un miroir, puis a dirigé le faisceau laser réfléchi vers son interféromètre. La qualité sonore du signal obtenu était nettement supérieure à celle des signaux audio convertis en lumière puis reconvertis en son sans l’utilisation de l’interféromètre.
« Cela illustre le potentiel de cette méthode pour des mesures particulièrement sensibles. »
Harald Weinfurter, physicien à l’Université LMU
Contact pour les informations scientifiques :
Professeur Dr. Harald Weinfurter
Faculté de physique
Université Ludwig-Maximilian de Munich
[email protected]
Carlotta Versmold
Faculté de physique
Université Ludwig-Maximilian de Munich
[email protected]
Publication originale :
Carlotta Versmold, Jan Dziewior, Florian Huber, Elina Köster, Gregory Reznik, Lev Vaidman et Harald Weinfurter. Amplification interférométrique et suppression des déplacements de faisceaux externes, Physical Review Letters, 2025. https://doi.org/10.1103/fggq-yhz8
Critères de ce communiqué :
Journalistes
Physique / Astronomie
transrégional, national
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