Les limites des mesures interférométriques
L'interférométrie est largement utilisée pour la mesure des petits déplacements à haute sensibilité. Cependant, même si les sources d'erreur classiques ont été éliminées du processus de mesure, le bruit quantique limite la sensibilité des interféromètres pour ondes gravitationnelles ou compacts. Pour étudier ce phénomène, le projet QOOMS («Quantum optics with optomechanical systems»), financé par l'UE, a mis au point un résonateur optomécanique où le bruit quantique de pression de radiation (BQPR) prévaut sur le bruit thermique. Les miroirs particulièrement réfléchissants à la surface du résonateur ont autorisé une certaine finesse optique et augmenté les fluctuations au niveau de l'intracavité donnant lieu au BQPR. Les scientifiques ont utilisé une configuration où des corrélations entre deux rayons lumineux étaient créées et envoyées vers une cavité de Fabry-Pérot de grande finesse. L'observation des corrélations entre l'intensité du premier rayon et la phase du faisceau de sonde leur a permis de démontrer les effets BQPR. En raison de la contamination apparente dans les mesures, les scientifiques ont utilisé la cavité dans un cryostat, réduisant ainsi le bruit thermique de deux valeurs. Le projet QOOMS a également mis au point un résonnateur micro-mécanique à quartz, qu'il a intégré à la configuration. Plusieurs techniques ont été mises au point pour le revêtement du miroir ultra-réfléchissant au sommet du résonateur. La grande finesse optique offerte par ces revêtements à faible perte a considérablement augmenté la sensibilité du déplacement et les effets BQPR. Le projet a considérablement développé les connaissances sur le bruit quantique dans les mesures interférométriques.
Mots‑clés
Pression de radiation, laser, interaction avec la matière, interférométrie, bruit quantique, onde gravitationnelle, optique quantique, résonateur optomécanique, bruit de pression de radiation quantique, bruit thermique, finesse optique, cavité de Fabry-Pé