Une équipe de l’ETH Zurich développe un faisceau de particules inédit qui pourrait ouvrir une nouvelle manière de tester la théorie de la gravité d’Einstein. Le projet porte sur le muonium, un atome exotique formé d’un muon positif et d’un électron. Comme le muon positif est l’antiparticule du muon négatif, ce système permet d’explorer le comportement gravitationnel d’une forme de matière très particulière.
L’expérience, appelée LEMING, pour Leptons in Muonium Interacting with Gravity, cherche à produire un faisceau froid et très bien contrôlé de muonium. Le défi est considérable : le muonium ne vit que 2,2 microsecondes et doit être créé dans la matière avant d’être extrait dans le vide. Pour y parvenir, les chercheurs exploitent de l’hélium superfluide, capable de générer un faisceau plus étroit et mieux adapté aux mesures de précision.
L’objectif final est de faire passer ce faisceau dans un interféromètre atomique. Durant son bref trajet, les atomes de muonium devraient subir une minuscule déviation sous l’effet de la gravité terrestre. Mesurer cette chute permettrait de tester le principe d’équivalence faible, un pilier de la relativité générale selon lequel tous les corps tombent de la même manière dans un champ gravitationnel.
Si le muonium se comportait différemment des prédictions, le résultat ne renverserait pas immédiatement Einstein, mais il indiquerait une faille potentielle dans notre compréhension actuelle de la gravité. Ce serait une piste majeure pour rapprocher la relativité générale et la physique quantique, deux théories encore difficiles à unifier.