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Insolite : Bientôt des sabres laser ?




Insolite : Bientôt des sabres laser ?
Pas besoin d'aller chercher dans une galaxie lointaine, très lointaine pour obtenir une technologie basée sur la lumière. Des chercheurs de Harvard et du Massachusetts Institute of Technology (MIT) viennent de démontrer l'existence d'une nouvelle forme de matière, constituée de photons reliés entre eux. Jusqu'à présent purement hypothétique, cet état est décrit dans la revue Nature.
Cette découverte va à contrario de ce qui était admis du comportement des particules lumineuses depuis des décennies. En effet, les photons, les particules de lumières, ont une masse nulle et n'interagissent normalement pas entre eux. C'est pourquoi deux faisceaux de lumière peuvent se croiser sans se modifier. Mais la création de ces "molécules photoniques" démentit cette propriété, mettant en lumière de nouvelles possibilités pour la matière. Et celles-ci ne sont pas sans rappeler les célèbres sabres laser des films Star Wars.
Pour obtenir ce résultat, les chercheurs n'ont pas eu à utiliser la Force, mais des atomes de rubidium. Après les avoir placés dans une chambre à vide total, ils ont utilisé des lasers pour refroidir les atomes seulement quelques degrés au dessus du zéro absolu (pas loin de -273°C). Puis à l'aide de faibles impulsions lasers, ils ont fait traverser ce nuage d'atomes par des photons un par un.
L'énergie des photons a permis d'exciter les atomes sur leur passage, et en retour, la vitesse des photons a diminué dramatiquement. A leur sortie, les photons ont récupéré leur énergie et sont ressortis à l'état initial. "Quand le photon quitte le milieu, son identité est préservée" indique le professeur Lukin. "C'est le même effet que la réfraction de la lumière dans l'eau"."  Mais la réaction étonnante s'est produite lors de l'envoi de deux photons en même temps. Cet état de matière a été possible grâce à une propriété physique appelée l'état de Rydberg, qui décrit un atome dont l'un des électrons est très excité, par exemple à cause d'un photon. Sauf qu'une des conséquences de cet état est que l'existence d'un atome de Rydberg empêche les autres atomes proches d'atteindre le même état d'excitation.
Ainsi, l'entrée de deux photons dans le nuage d'atome fait qu'ils excitent chacun à leur tour des atomes, avant de sortir tous les deux au même moment de l'autre côté. Les deux photons se comportent ainsi d'une manière semblable aux atomes d'une molécule, en s'attirant et se repoussant, mais en restant liés.
"C'est une interaction photonique permise par une interaction atomique" résume le Pr Lukin. "Les deux photons se comportent comme une molécule, et sortent du milieu ensemble plutôt que séparément".

Libé
Vendredi 4 Octobre 2013

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