Ondes gravitationnelles

LISA (Laser Interferometer Space Antenna) est une mission spatiale de l’Agence Spatiale Européenne visant à détecter des ondes gravitationnelles (OG) de basse fréquence, entre 0,02 mHz et 1 Hz. LISA est constituée de trois satellites formant un triangle quasi-équilatéral de 2,5 millions de km de côté, échangeant des faisceaux laser pour mesurer des variations de distance de l’ordre de la dizaine de picomètres. La mission observera une grande diversité de sources, notamment les coalescences de trous noirs supermassifs et des fonds stochastiques d’OG d’origine cosmologique et astrophysique. Ces mesures permettront de tester la relativité générale, en particulier le théorème « no-hair » pour les trous noirs finaux de type Kerr, et d’étudier l’Univers primordial.

Le DPhP est un des deux laboratoires Principal Investigator (PI) pour la France. Avec l’IRFU et d’autres laboratoires français, il contribue aux équipements de tests au sol, au traitement des données et à l’exploitation scientifique. L’IRFU développe les injecteurs laser pour les bancs interférométriques de test (MIFO et ZIFO) et fournit le simulateur hardware de la masse de référence, la structure stable et les études thermomécaniques associées au système de détection interférométrique.

La mission exige des infrastructures de calcul puissantes et des algorithmes sophistiqués pour réduire les bruits et extraire les paramètres des nombreuses sources. Le groupe LISA du DPhP développe des méthodes pour caractériser les bruits instrumentaux et analyser les données, intégrant des simulations complexes et des techniques comme l’interférométrie retardée. La mission a été adoptée en 2024 par l’ESA et son lancement est prévu en 2035. Les tests des modèles instrumentaux et de vol sont planifiés entre 2027 et 2030.  

Contact : Antoine Petiteau