Les premiers résultats de MICROSCOPE confirment la validité du principe d’équivalence avec une précision inégalée

Les premiers résultats du satellite MICROSCOPE du CNES, équipé des accéléromètres de l’ONERA, démontrent avec une précision améliorée que les corps tombent de façon universelle dans le vide^[1]. Il s’agit d’une nouvelle confirmation de la relativité générale proposée par Albert Einstein il y a plus d’un siècle et qui a été encore vérifiée récemment par la détection des ondes gravitationnelles. La théorie quantique des champs, l’autre grande théorie du 20^e siècle qui décrit de manière précise le monde microscopique, semble pourtant inconciliable avec la relativité générale. La recherche d’une théorie universelle et quantique de la gravitation conduit dans la plupart des cas connus à une violation du principe fondateur de la relativité générale, l’équivalence entre gravitation et accélération.

MICROSCOPE (Microsatellite à trainée compensée pour l’observation du principe d’équivalence) a été lancé le 25 avril 2016. Les mesures scientifiques effectuées de décembre 2016 au printemps 2017 ont permis la collecte de 1 900 orbites utiles à la mesure du principe d’équivalence. L’analyse des données améliore la précision du test du principe d’équivalence au niveau inégalé de 2.10^-14. Ce résultat publié dans la revue Phys. Rev. Letters ^[2] repousse les limites d’une éventuelle violation du principe d’équivalence d’un facteur 10 et apporte de nouvelles contraintes aux théories d’extension de la relativité générale. Les autres données déjà acquises, ou à venir avant la fin de la mission au printemps 2018, amélioreront encore cette précision pour se rapprocher de l’objectif de 10^-15.

Contact LKB : Serge Reynaud : serge.reynaud@lkb.upmc.fr

Serge Reynaud, chercheur dans l’équipe « Fluctuations quantiques et relativité » du LKB est membre du Science Working Group de la mission MICROSCOPE et est le co-auteur de la publication.

A propos de MICROSCOPE

MICROSCOPE (MICROSatellite à trainée Compensée pour l’Observation du Principe d’Équivalence) est une mission du CNES, réalisée en partenariat avec l’ONERA, le laboratoire GéoAzur (OCA, CNRS, Université Nice Sophia Antipolis), l’ESA, le DLR, le ZARM et le PTB.

Le satellite assure un contrôle ultrafin de son orbite et compense le frottement atmosphérique résiduel avec un niveau jamais atteint auparavant en orbite basse. L’instrument T-SAGE de l’ONERA est placé au cœur de ce laboratoire en parfaite chute libre et au milieu d’un cocon protecteur où la stabilité thermique est proche de 0.00001 degrés. L’instrument est un accéléromètre différentiel. Il mesure avec une extrême précision, à l’échelle atomique, la position de ses masses d’épreuve qui sont en chute libre autour de la Terre.

[1] Voir le communiqué de presse du CNES, de l’ONERA et du CNRS [lien] https://presse.cnes.fr

[2] Voir l’article The MICROSCOPE mission: first results of a space test of the Equivalence Principle publié dans la revue Physical Review Letters [lien] https://journals.aps.org/