| Semaine du 22 janvier 2001 |  |
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En manchette la semaine dernière:
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Le jour où la lumière s'arrêta
A moins qu'il ne tombe entre les mains de bizarres physiciens
de la planète Terre, fermement décidés à
l'arrêter en pleine course...
Cela paraît en effet difficile à croire pour quiconque sait qu'il peut éteindre la lumière de sa chambre, mais tourner l'interrupteur et arrêter un rayon de lumière sont deux choses bien différentes. L'ampoule électrique au plafond de votre chambre émet bel et bien un jet de lumière théoriquement infini. Par contre, avec ses pauvres 60 watts, ce jet de lumière est d'ores et déjà voué à perdre de sa puissance après peu de temps. Sans compter que ce jet est envoyé dans une direction où, fatalement, il finira par rencontre un obstacle qu'il ne pourra plus dépasser -le lit ou le plancher. Mais imaginons que vous dirigiez votre plafonnier vers le ciel. Et que vous le remplaciez la faiblarde ampoule par un rayon laser ultra-puissant. Une fois qu'il aura traversé l'écran gazeux qu'est notre atmosphère terrestre, votre rayon de lumière n'aura plus rien pour arrêter sa course -à moins d'avoir l'incroyable malchance de "heurter" un météorite. De sorte qu'il pourra ainsi gambader à travers le cosmos, pendant des milliards d'années. Plus le jet lumineux initial aura été puissant, et plus longtemps il voyagera: il ne faut pas oublier qu'un rayon lumineux est composé de ce qu'on appelle des photons ; plus nombreux sont les photons, et plus le rayon durera longtemps, compte tenu du fait qu'il perdra inévitablement quelques photons en cours de route. Or, qu'ont donc fait ces fameux physiciens dont il est question cette semaine ? Ils ont "lancé" un rayon de lumière... et ils l'ont arrêté. Deux équipes, l'une dirigée par Lene Hau de l'Institut Rowlands de science à Cambridge (Massachusetts), l'autre par Ronald Walsworth, du Centre Harvard-Smithsonian d'astrophysique, également à Cambridge, ont accompli l'impensable, l'impossible, l'inimaginable: la lumière, elle dont la vitesse de 300 000 kilomètres à la seconde constitue la limite absolue de vitesse dans notre univers, s'est arrêtée, en plein milieu du Massachusetts. La première étude paraîtra dans l'édition du 25 janvier de la revue britannique Nature. L'autre, dans la dernière édition de janvier du journal américain Physical Review Letters. Encore Einstein Petite explication. Quand Einstein nous dit que la vitesse de la lumière, ce fameux 300 000 kilomètres à la seconde, est une constante universelle, il parle de la vitesse de la lumière dans le vide. La lumière ralentit, lorsqu'elle passe au-travers d'un matériau assez dense -par exemple, une vitre, ou de l'eau. Le ralentissement est infinitésimal, presque impossible à percevoir, mais il est bel et bien réel. C'est en vertu de ce principe de base qu'au cours des dernières années, des chercheurs ont tenté de ralentir encore plus la lumière. Et ils y sont arrivés: la même Dr Lene Hau était derrière une expérience qui, en février 1999, avait stupéfait le monde scientifique, lorsqu'elle avait ralenti un rayon lumineux à seulement 60 kilomètres à l'heure, en le faisant passer à travers un magma de sodium glacé. Et l'an dernier encore, le même exploit, encore mieux: 1,6 kilomètre à l'heure. La clef, c'est le froid. Cette fois, les deux équipes de chercheurs ont refroidi des atomes de sodium à une température incroyablement basse: à peine quelques millionnièmes de degré au-dessus du zéro absolu (moins 273 degrés Celsius). Un milieu où, pour prendre un langage... froid, "les effets de l'interférence quantique sont importants, conduisant à un spectre extrêmement large de réfraction non-linéaire" (ouf !). Opaque à cette température, ce milieu est rendu transparent -on veut tout de même bien que la lumière passe- en l'illuminant au moyen d'un rayon laser. On envoie ensuite le jet lumineux à tester -et on l'observe tandis qu'il ralentit, ralentit, ralentit... jusqu'à s'immobiliser complètement, en pleine course. Comme l'épée-lumière dans Star Wars... En fonction de l'usage qu'on fait du rayon laser, notre jet lumineux peut reprendre sa course, ou s'arrêter encore. Toute cette expérience, aussi étonnante soit-elle, donne l'impression de n'être qu'un joujou pour physiciens intéressés à jongler avec les théories du monde qui nous entoure. Et, bon, en réalité, c'est tout à fait ça. Mais il y a un rêve, plus lointain: immobiliser ainsi la lumière dans un environnement extrême pourrait être une façon d'emmagasiner de l'information -les fameux ordinateurs quantiques dont rêvent depuis longtemps les informaticiens. On enregistre cette information dans notre rayon lumineux, et on l'expédie dans une chambre à sodium à moins 273 Celsius. Du moins, c'est ce qu'on fera, le jour où on aura appris à emmagasiner de l'information sur autre chose que des puces informatiques... |
