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Les futurs télescopes utiliseront la “téléportation” pour prendre de meilleures images

Le centre de haute résolution angulaire d'astronomie de l'Observatoire Wilson en Californie. Crédits: MWO

Si les télescopes deviennent de plus en plus puissants, il se pose inévitablement la question du coût de ces appareils, considérablement élevé. En ce sens, une équipe du MIT propose aujourd’hui de combiner deux techniques : l’interférométrie et la téléportation quantique. L’idée serait alors d’obtenir la meilleure résolution possible sans utiliser de grands miroirs hors de prix.

La technique de l’interférométrie consiste à capter la lumière d’une étoile ou d’une galaxie grâce à la combinaison de plusieurs télescopes. Les clichés obtenus sont ensuite recombinés pour former une seule et unique photo reconstituée. Si la technique permet des images d’une résolution supérieure, des photons (particules de lumière) sont inévitablement perdus au cours du processus de transmission. Se pose aussi la question du coût de ces appareils, pouvant s’élever à plusieurs milliards de dollars. L’un des défis futurs de l’imagerie astronomique sera ainsi d’obtenir la meilleure résolution possible tout en réduisant les coûts au maximum.

En partant de ce principe, Emil Khabiboulline et son équipe de l’Université d’Harvard (États-Unis) proposent de s’orienter vers la téléportation quantique, le processus par lequel les propriétés de particules sont transportées d’un point à un autre via un enchevêtrement quantique. « L’enchevêtrement nous permet d’envoyer un état quantique d’un endroit à un autre sans le transmettre physiquement, selon un processus appelé téléportation quantique, explique le chercheur. Ici, la lumière des télescopes peut être “téléportée” à la station de mesure. L’idée serait alors de créer un flux constant de paires enchevêtrées. Une des paires de particules résiderait au sein du télescope, l’autre se dirigerait vers l’interféromètre central. Lorsqu’un photon arrive d’une étoile lointaine, il interagit avec l’une de ces paires et est immédiatement téléporté sur l’interféromètre pour créer une image ».

« Des techniques permettant de transférer l’état quantique d’une impulsion lumineuse dans un atome ont déjà été démontrées à plusieurs reprises dans des expériences, poursuit le chercheur. Par exemple, pour une étoile de magnitude 10 et une largeur de bande de mesure de 10 GHz, notre schéma nécessite un taux d’enchevêtrement d’environ 200 kHz avec une mémoire de 20 bits au lieu de 10 GHz auparavant. De telles spécifications sont réalisables avec la technologie actuelle et des étoiles plus faibles permettraient de réaliser des économies encore plus importantes avec des mémoires légèrement plus grandes ».

Si la technique est un jour pensée plus en profondeur et finalement adoptée, elle permettrait d’augmenter considérablement la résolution des images (nous pourrions obtenir des images d’une résolution équivalente à celles d’un miroir de 30 km), et pourquoi pas d’imager directement les exoplanètes en transit. Le tout serait fait en minimisant les coûts de conception et de fonctionnement. L’argent pourrait être redistribué ailleurs. Si pour explorer physiquement l’Univers nous avons besoin de nouvelles techniques de propulsion, nous avons également besoin de nouvelles techniques pour dépasser les limites actuelles imposées par nos instruments.

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