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Un Nobel pour trois lumières
(Agence Science-Presse) Transmettre de la lumière à de très grandes distances... Métamorphoser la lumière en un signal électronique... C’était de la science-fiction à l’époque d’Einstein, mais ce sont aujourd’hui des applications courantes, si courantes que, 30 ans après leurs découvertes, elles méritent à leurs pionniers le Nobel de physique 2009.
Encore McGill!
Hier, on soulignait qu’un des 3 gagnants du Nobel de médecine, Jack Szostak, d’origine britannique, avait commencé ses études à l’Université McGill de Montréal. Et voilà qu’aujourd’hui, un des 3 Nobel de physique a fait toutes ses études à McGill: Willard S. Boyle, 85 ans, y a obtenu son doctorat en physique en 1950, avant d’aller travailler en 1953 aux Laboratoires Bell, au New Jersey.
Né en Nouvelle-Ecosse, il a déménagé dans un village du Nord du Québec en 1927, quand il avait trois ans. Il possède la double nationalité, canadienne et américaine.
... et encore 3 Américains
Boyle n’est pas le seul: tout comme pour le Nobel de médecine, deux des 3 Nobel de physique 2009 possèdent la double nationalité. L’autre est Charles K. Kao, 75 ans. Né en Chine, il a immigré en 1948 à Hong Kong, territoire britannique. Il est aussi citoyen britannique. Le 3e gagnant, George E. Smith, 79 ans, est Américain d’origine.
En 1966, un jeune physicien britannique nommé Charles K. Kao à l’emploi des Laboratoires Standard Telecommunication, près de Londres, calculait comment il serait théoriquement possible de transmettre un signal lumineux à de très grandes distances, au moyen de minces filaments de verre d’une extrême pureté.
On appellerait cela la fibre optique.
L’idée était déjà dans l’air : sauf qu’avec les fibres de verre de l’époque, il n’était possible de transmettre un signal qu’à... 20 mètres. La plus minuscule des imperfections du verre, et le signal lumineux se perdait. Or, dans les équations de Charles K. Kao, on pouvait soudain se rendre —en théorie— à 100 kilomètres! L’idée enthousiasma suffisamment d’ingénieurs pour que, quatre ans plus tard, soit fabriquée avec succès la « première fibre ultra-pure ».
Ces jongleries avec la lumière avaient entretemps inspiré Willard S. Boyle —Canadien d’origine et déjà reconnu à l’époque comme expert mondial du laser— et George E. Smith : transmettre un signal lumineux —un message— c’est bien, mais qu’en est-il des photos? Pourrait-on utiliser la lumière pour avoir, à l’arrivée, une photo d’aussi bonne qualité qu’au point de départ, plutôt qu’une pâle copie noir et blanc?
En septembre 1969, ces deux chercheurs des Laboratoires Bell, au New Jersey, accouchaient d’une théorie sur leur tableau noir, que tous les experts en photographie connaissent aujourd’hui sous le nom de CCD (Charge-Coupled Device ou dispositif à couplage de charge) : c’est ce qui rend la photo numérique possible.
Pour les initiés : lorsque la lumière heurte un morceau de silicium, des électrons sont éjectés. Plus la lumière est vive, plus il y a de couleurs différentes, et plus nombreux sont les électrons éjectés. En théorie, calculèrent ces deux physiciens, on pourrait reconstituer une image si on rassemblait ces électrons un par un —littéralement, un pixel à la fois.
Il arrive fréquemment que le Nobel de physique soit remis pour une percée majeure, mais incompréhensible au commun des mortels. Cette année fait exception : le secrétaire de l’Académie Nobel, Gunnar Oquist, a pu se permettre de dire que le travail de Kao, Boyle et Smith avait « établi les bases de notre société de l’information moderne ».
De fait, la fibre optique est devenue la colonne vertébrale d’un réseau de télécommunications planétaire. Quant au CCD, en plus d’avoir fait son chemin chez des millions, bientôt des milliards, de photographes, il est devenu un outil indispensable pour l’imagerie médicale et l’astronomie.
Le prix sera cette fois partagé en deux parties égales : la moitié à Charles K. Kao, l’homme derrière la fibre optique, et l’autre moitié à Boyle et Smith, les hommes derrière toutes vos photos numériques.
Pascal Lapointe
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