TD9 INTERFÉROMÈTRES, LA QUÊTE DE LA PRÉCISION
En quête de précision Les interféromètres font partis des outils de mesure les plus précis que la science peut fournir (particulièrement vrai pour des mesures de distance). Précision théorique de l’ordre de la longueur d’onde ( dans le visible env. 0.5 µm). Le Michelson a été inventé pour une mesure très précise !
Expérience de Michelson-Morley Concept d’éther. L’idée que la lumière ne se déplace pas de le vide mais dans un milieu. A l’époque la notion de « photon » n’est pas connue. On compare donc la lumière au son -> il lui faut donc un milieu matériel pour se propager
Expérience de Michelson-Morley Idée : Si l’éther existe, alors la terre lorsqu’elle tourne autour du soleil doit avoir une vitesse v par rapport à l’éther. La lumière se propage donc à la vitesse c+v dans un sens et c-v dans l’autre ! On règle un Michelson à la teinte plate v
Expérience de Michelson-Morley Au total : Le temps de trajet n’est pas le même dans les deux branches ! Soit en différence de marche v D
Expérience de Michelson-Morley A.A. Michelson a donc construit un Michelson de 10 mètres, l’a réglé à la teinte plate et attendu 6 mois que la terre tourne dans le sens inverse. On s’attend alors à partir des calculs précédents au défilement d’un anneau d’interférence ! Le résultat négatif lui vaut un prix Nobel -> l’éther n’existe pas ! A noter qu’il était persuadé du contraire et a dû refaire deux fois l’expérience pour se convaincre !
Maintenant en pratique … Quand on a besoin d’un interféromètre on utilise plutôt un Fabry-Pérot ( réglages plus faciles, plus petit et plus efficace, mieux quoi…)
Les interféromètres sont toujours utilisés en recherche ! Expérience VIRGO et LIGO -> Michelson +++ Détection d’onde gravitationnelle, (en fait ça ressemble beaucoup au champ électrique/magnétique !)
Les interféromètres sont toujours utilisés en recherche ! Longueur effective -> 100 km !
Et ça marche ! Le 14 septembre 2015 à 11 h 51, détection d’une fusion de trous noirs Distance 1.3 milliard d'années, masses d'environ 29 et 36 fois celle du Soleil. Equivalent de 3 fois l’énergie totale de soleil converti en ondes gravitationnelles.