Pendule à torsion
Pendule droit contre pendule de torsion (1890)
Le physicien Eötvös met au point un nouveau type de pendule qui supplante rapidement le pendule droit.
Entre 1890 et 1920, alors que la méthode du pendule droit montrait ses limites, une innovation permit d'aller beaucoup plus loin : le pendule de torsion. Cet appareil avait déjà permis au physicien britannique Cavendish de mesurer la constante de gravitation G en 1798.
Pour tester le principe d'équivalence, l'idée du physicien hongrois Eötvös est de suspendre deux masses de composition différente aux extrémités du fléau d'une balance de torsion. La mesure consiste à vérifier que le fléau tourne de 180° lorsque la tête du fil de suspension est tournée de la même quantité. Puisque les masses subissent le champ de gravité terrestre – qui joue sur la masse grave – et l'accélération centripète liée à la rotation de la Terre – qui joue sur la masse inerte –, une différence serait enregistrée si les masses inerte et grave n'étaient pas rigoureusement égales. L'absence de cette différence, mesurée par Eötvös, se traduit par une validation du principe d'équivalence à une précision de 10-8.
Cette expérience vise à mettre en évidence la compensation des forces inertielles et gravitationnelles sur des masses immobiles. En raison de la précision de la mesure, les bruits expérimentaux mettent l'expérimentateur face aux fluctuations physiques fondamentales.
Ce sont elles qui limitent la précision de l'expérience dans les versions ultérieures de la balance de torsion.
Balance de torsion inventée par Eötvös.
Elle servit aussi à mesurer les gradients du champ de gravité.
