La Terre ne se contente pas de tourner sur son axe. Elle entraîne avec elle l'espace-temps lui-même, comme une cuillère tournant lentement dans un miel épais. Cet effet, prédit par la théorie de la relativité générale et connu sous le nom d'entraînement des référentiels d'inertie ou effet Lense-Thirring, n'avait jusqu'ici pu être détecté qu'au moyen de satellites, en observant leurs orbites pendant des années.
Désormais, des physiciens ont proposé un moyen de mesurer ce même effet directement en laboratoire — en quelques secondes. Un groupe de chercheurs dirigé par Kai-Isaac Ellers de l'université de Californie à Berkeley a décrit dans Physical Review Letters la conception d'un capteur quantique à base d'hélium superfluide. Le dispositif consiste en un microcanal annulaire muni d'une cloison nanoporeuse, où l'hélium, à des températures extrêmement basses, perd toute friction interne et forme l'équivalent d'une jonction Josephson.
La moindre rotation, même infime, modifie les propriétés quantiques de l'hélium en écoulement. Ces modifications se lisent facilement à travers la jonction, transformant le capteur en un gyromètre ultra-sensible. Selon les calculs des auteurs, la précision de la mesure de l'effet d'entraînement de l'espace-temps atteindra 0,2 pour cent — la même que celle des meilleures expériences satellitaires, mais en une seconde au lieu d'observations s'étalant sur plusieurs années.
Une telle rapidité ouvre de nouvelles perspectives. L'appareil de laboratoire permettra non seulement de confirmer les prédictions d'Einstein avec une grande précision, mais aussi de tester des théories alternatives de la gravitation, où l'effet d'entraînement peut différer. En outre, cette technologie trouvera des applications dans la navigation, la géophysique et, peut-être, dans de futures expériences visant à sonder la nature quantique de la gravitation.
La réalisation de cette idée exigera encore un important travail d'ingénierie, mais les technologies actuelles permettent déjà de créer les conditions nécessaires. Si le projet parvient à se concrétiser, l'humanité disposera d'un instrument compact pour étudier les manifestations les plus subtiles de la relativité générale, sans avoir à lancer de coûteux satellites.
