L'antenne spatiale à interféromètre laser (LISA) [2], attendue pour 2035, sera une mission spatiale de grande envergure conçue pour détecter l'un des phénomènes les plus insaisissables de l'astronomie : les ondes gravitationnelles, qui sont des oscillations de l'espace-temps qui se propagent à la vitesse de la lumière et qui, selon la théorie de la relativité générale, peuvent être générées par exemple par un système de deux trous noirs ou deux étoiles à neutrons en train de fusionner. LISA sera le premier observatoire spatial d'ondes gravitationnelles et se composera de trois satellites séparés par 2.5 millions de km dans une formation triangulaire, suivant la Terre sur son orbite autour du Soleil.

L'Institut de Physique Théorique (IPhT) a rejoint la mission LISA en 2018, lorsque certains de ces chercheurs sont devenus membres associés du consortium LISA, qui est une vaste collaboration internationale qui combine les ressources et l'expertise de scientifiques de nombreux pays du monde entier. Avec l'ESA, ses États membres et la NASA, le consortium LISA travaille à la réalisation de la mission LISA.

En tant que laboratoire de physique théorique, l'IPhT possède des expertises diverses, allant de la physique mathématique et la théorie des cordes à la physique théorique des particules et à la cosmologie. Ces dernières années, les ondes gravitationnelles sont devenues un dénominateur commun pour bon nombre de ces disciplines. Parmi les activités récentes autour des ondes gravitationnelles qui se déroulent à l'IPhT et qui jouent un rôle majeur dans la communauté scientifique internationale, citons : l'étude du problème à deux corps dans l'expansion « post-minkowskienne » en utilisant des techniques modernes d'amplitude de diffusion ; l'étude du problème à deux corps dans les extensions de la relativité générale en utilisant des techniques de théories effectives ; la dérivation de contraintes sur les modèles d'énergie sombre et de gravité modifiée à partir de la propagation des ondes gravitationnelles ; l'étude des effets quantiques au niveau de l'horizon des trous noirs. Toutes ces activités impliquent l'exploration d'aspects théoriques spécifiques pertinents pour la mission LISA, dans le but d'acquérir une compréhension plus profonde du problème à deux corps et, par conséquent, des prédictions de forme d'onde venant de la relativité générale, et/ou d'explorer une nouvelle physique fondamentale. Dans ce contexte, certains chercheurs de l'IPhT sont actifs dans les groupes de travail "Physique fondamentale" et "Cosmologie" du consortium LISA  et ont participé à la rédaction d'articles récents qui définissent l'orientation future de leurs recherches [3],[4].

[1] Annonce ESA
[2] LISA Consortium: lisamission.org
[3] Prospects for fundamental physics with LISA (2020)
[4] New horizons for fundamental physics with LISA(2022)
Communiqué du CNES
Autre annonces : CNRS ; IRFU