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Mesures quantiques dans l’espace-temps
La définition relativiste de la localisation dans l’espace-temps est liée à des procédures de synchronisation d’horloges, comme le montre le repérage de type GNSS (GPS, Galileo). Ces procédures, qui impliquent des transferts de signaux électromagnétiques, doivent être analysées en tenant compte des exigences de la physique quantique.
L’espace vide contient également des fluctuations de champ gravitationnel, les ondes gravitationnelles recherchées dans les expériences de type VIRGO. Ces ondes gravitationnelles induisent un mécanisme universel de diffusion gravitationnelle qui pourrait jouer un rôle dans la transition quantique/classique en décohérant de manière particulièrement efficace les mouvements macroscopiques.
Les ondes gravitationnelles mentionnées précédemment ont également un effet sur le transfert de signaux électromagnétiques. En plus de l’effet bien connu sur les observables de type télémétrie, Doppler, ou encore temps d’arrivée, les fonds d’ondes gravitationnelles affectent également les synchronisations d’horloges distantes et permettent d’obtenir de nouvelles contraintes sur ces fonds, dans un domaine spectral où de nombreux modèles théoriques prédisant leur existence coexistent encore.
Navigation dans l’espace-temps
Les opérateurs qui correspondent aux références de temps échangées par les observateurs dans des procédures de synchronisation peuvent être définis à partir de la symétrie conforme des équations de l’électrodynamique. Comme cette symétrie englobe les transformations vers les référentiels accélérés, on obtient le décalage de ces opérateurs sous ces transformations. Ils diffèrent des expressions classiques tout en assurant la compatibilité entre transformations des références de temps (...)
Inertie quantique
La masse étant l’invariant de Lorentz bâti sur l’énergie-impulsion, sa variation dans une transformation vers un référentiel accéléré est donnée par les observables de position dans l’espace-temps, en plein accord avec le principe d’équivalence entre accélération et gravité. Le déplacement vers le rouge de l’énergie-impulsion dépend des observables de position mais aussi du spin associé à l’état étudié. Les composantes de ce même spin déterminent les (...)
La frontière quantique/classique
Dans toute mesure de longueur, il doit exister une limite ultime de sensibilité au niveau de la longueur de Planck caractéristique des fluctuations quantiques de gravité dans la plupart des modèles théoriques de gravité quantique. Ceci signifie également que les fluctuations quantiques ultimes d’un objet de masse m ne sont pas de même nature selon que la valeur de la longueur d’onde de Compton associée est plus petite ou plus grande que la longueur de Planck. Ce raisonnement (...)
Diffusion et décohérence par les ondes gravitationnelles
Un intéressant problème modèle, complètement caractérisable avec les connaissances avérées aujourd’hui, est celui de la décohérence induite par la diffusion des ondes gravitationnelles stochastiques présentes dans notre environnement galactique. Quand on étudie la décohérence pour des mouvements macroscopiques, disons le mouvement planétaire de la Lune autour de la Terre, on peut montrer que ce mécanisme gravitationnel a une contribution beaucoup plus grande que les autres mécanismes (...)
Comparaison d’horloges dans un fond d’ondes gravitationnelles
Les limites sur les fonds d’ondes gravitationnelles sont obtenues d’une part par des observations astrophysiques et cosmologiques, et d’autre part par l’analyse des signaux de télémétrie et de Doppler émis depuis des satellites lointains (tels que Cassini ou Pioneer). Nous proposons une nouvelle façon d’obtenir des limites sur ces fonds d’ondes gravitationnelles en considérant cette fois des comparaisons d’horloges entre un satellite équipé (...)
