Voilà maintenant, je passe à l'expérience de Moessbauer.
Alors, on ne va pas pouvoir travailler avec un diapason parce qu'on
veut voir des effets relatifs de l'ordre de dix puissance moins neuf.
Si vous avez une pendule qui bat à 1 Hertz, qui a une période d'une
seconde, et vous voulez voir un effet de l'ordre de dix puissance moins neuf,
il faudra attendre quelque chose de l'ordre
de dix puissance neuf secondes, c'est irréaliste.
Il faut quelque chose qui vibre à une fréquence beaucoup plus grande.
Ainsi, dans cette expérience, la source est une
source de rayon gamma, c'est du cobalt 57.
La source est montée sur un dispositif qui permet de changer
la vitesse de la source, et de l'autre côté, comme détecteur,
on a du fer, qui absorbe les rayons gamma émis par la source.
Alors, pour une certaine valeur de la vitesse de la source,
le fer voit juste la bonne fréquence et absorbe les rayons gamma.
Derrière le fer il y a un détecteur,
et donc, quand il y absorption, il y a une
diminution du signal détecté, donc le nombre de gamma détectés.
Ce qu'on veut faire, c'est voir l'effet de dilatation
du temps, donc c'est un effet Doppler du deuxième ordre.
C'est le terme en v carré sur c carré qui nous intéresse.
Quand on fait une telle expérience,
donc l'expérience de Moessbauer, on va regarder les vibrations atomiques.
Elles ont lieu sur un temps très très court par rapport au temps de mesure.
Par conséquent, la fréquence qu'on doit déterminer est une moyenne.
Si je reprends les formules qu'on avait, je prends
la formule pour le temps, vous avez les deux effets.
Il y a un effet du premier
ordre, v sur c, ici j'ai désigné par v a
la vitesse des atomes, et il faut prendre la vitesse moyenne.
Cette vitesse moyenne est nulle parce que les atomes
fluctuent de façon aléatoire autour de leur position d'équilibre.
Donc il n'y a pas d'effet du premier ordre.
En revanche, le tau que j'ai décrit ici est un tau relativiste,
j'ai fait la correction due à la dilatation du temps, et vous
avez un v carré, la moyenne de v carré est non nulle.
Donc quand on change la température, on change la vitesse moyenne
des atomes, la vitesse absolue ou le carré de la vitesse.
Et c'est ça qu'on va chercher à détecter.
Alors voilà deux spectres Moessbauer, il n'y a pas une seule raie d'absorption,
il y a plusieurs raies d'absorption parce que le fer est magnétique.
Je passe sur ces détails.
L'écart entre les raies change parce que l'aimantation change avec la température.
Mais vous détectez aussi sur cette image un léger
décalage du centre de gravité du spectre, et c'est
ça qui représente l'effet Doppler du deuxième ordre.
C'est un étudiant qui a fait cette expérience en 2005 à l'occasion
des grandes célébrations, en 2005 on a célébré les 100 ans de
1905, l'année où Einstein avait produit cinq articles très importants.
Voilà les mesures du décalage
du centre de la raie, enfin des raies, faites par cet étudiant,
et vous constatez que pour un échauffement de 100 Kelvins, on détecte une
variation de vitesse absolue de 0,07 millimètres par seconde.
On a donc vérifié ce qu'on voulait, et vous observez, vous notez
aussi que l'expérience est extrêmement sensible,
d'ailleurs la spectrométrie Moessbauer a été
utilisée pour vérifier les prédictions de
la théorie de la relativité générale aussi.