Le premier anti-laser construit par des physiciens !
Aujourd'hui, on accorde une place non négligeable à la recherche et ce, dans de nombreux domaines. Que ce soit l'apparition des
premiers ordinateurs dans les années 50, ou encore les membres robotisés qui suppriment le handicap de certaines personnes, la recherche ne cesse de faire des progrès et de changer notre quotidien. 50 ans après le premier
laser, des physiciens de l'
université de Yale (aux États-unis) ont mis au point un anti-laser capable d'absorber un rayon laser qui pourrait ouvrir la porte à de nouvelles perspectives.
Le laser produit de la lumière…
Le rayon laser, un rayon lumineux
Derrière le mot
laser, se trouve le mot
lumière et c'est normal, car un rayon laser, c'est avant tout un rayon lumineux. Ici nous nous intéressons au caractère ondulatoire de la lumière (même si elle est représentée de
deux manières différentes). Elle se compose de l'ensemble des ondes électromagnétiques visibles par l'œil humain. Ces ondes sont caractérisées par leur
longueur d'onde : le domaine visible s'étend de 380
nm à 720 nm, au dessus ce sont des
rayons infrarouges, en dessous des
rayons ultraviolets. À chaque longueur d'onde correspond une couleur de rayon lumineux, par exemple
le bleu a une longueur d'onde d'environ 470 nm, le vert d'environ 550. Le spectre d'un rayon lumineux, est en fait sa décomposition; celui de la lumière blanche forme les couleurs de l'arc-en-ciel. On peut généralement décomposer le rayon lumineux via un
prisme.
Un rayon laser est donc en fait un faisceau lumineux, mais qui a la particularité de ne posséder qu'une seule longueur d'onde. Cela veut dire que si on essaye de décomposer un rayon laser (via un prisme par exemple), cela ne fonctionnera pas. On parle alors de lumière monochromatique. Ce rayon a donc les mêmes propriétés qu'un rayon lumineux
classique, tout ce qui a été dit avant est encore vrai. Pour étudier ces phénomènes, on utilise alors des machines que l'on appelle originalement
laser.
Le laser, principe de fonctionnement
Le laser est généralement composé d'un milieu dit actif, où des atomes sous l'effet de leur excitation, vont produire de la lumière. Ce qu'on appelle alors la
source de pompage se charge d'exciter les particules en envoyant de l'énergie (électricité, autre source lumineuse etc.). Par exemple, un atome peut absorber un photon (particule qui compose la lumière) et devenir excité. Il peut ensuite éjecter ce photon, ce qui produira de la lumière.
Et grâce à l'
émission stimulée, il est tout à fait possible d'amplifier un rayon lumineux pour qu'il devienne plus important, c'est en effet le principe même d'un laser. Avec des miroirs, on crée une cavité, les atomes se retrouvent donc coincés. Les atomes excités amplifient la lumière, les autres l'absorbent. Si on veut amplifier cette lumière, il faut qu'il y ait plus d'atomes excités que d'atomes se trouvant dans leur état fondamental. On utilise donc des atomes qui mettent longtemps à se désexciter. C'est
le principe de l'inversion de la population.
… L'anti-laser l'absorbe
On peut dire sans trop se tromper que l'anti-laser est l'opposé du laser. En effet, ce dernier produit de la lumière alors que l'anti-laser est conçu pour l'absorber. Et, c'est en s'appuyant sur les travaux du physicien
Douglas Stone (il y a deux ans), qu'un groupe de chercheur mené par le professeur
Hui Cao conçoit et teste l'appareil. La machine est pour le moment capable d'absorber 99.4 % des rayons émis, ce qui est très prometteur.
Comme dit précédemment, l'anti-laser et le laser sont radicalement opposés, dans leur utilité mais aussi dans leur fonctionnement. En effet, le laser est doté d'une cavité pour amplifier les rayons, l'anti-laser lui, a une cavité qui sert à absorber les fameux rayons. C'est le milieu absorbant. Concrètement, deux rayons arrivent dans des extrémités opposées, et si l'appareil est réglé sur la bonne fréquence, les rayons sont alors absorbés. Notez d'ailleurs que
la longueur d'onde d'un rayon lumineux, et la fréquence de ce même rayon sont liées.
De nouveaux horizons ?
Cette avancée déjà qualifiée d'extraordinaire, ouvre la porte à d'autres projets qui avancent lentement, comme l'ordinateur optique. L'anti-laser jouerait alors le rôle d'un commutateur optique dans ces ordinateurs. Au lieu d'utiliser le transfert d'électrons, on utiliserait donc des rayons lumineux. Ces machines traiteraient donc l'information autrement que nos ordinateurs actuels. On s'orienterait donc vers des moyens de communication sans fil, grâce au laser. En effet, en envoyant par exemple un faisceau en direction d'un anti-laser, ce dernier absorberait le rayon incident et le convertirait en un signal électrique.
D'autres domaines s'ouvrent aussi grâce à cette nouvelle technologie. On note par exemple les applications médicales, notamment en imagerie. Il est en effet impossible de reconstituer une image d'une tumeur dans le tissu humain, car elle est opaque. On parle aussi d'applications pour détecter les polluants dans l'atmosphère. Enfin, vous l'aurez compris, c'est encore un pas de plus dans la grande course au progrès.
REF.:
