Imperturbable photon
La petite histoire
Comprendre simplement
Domaines de présence
Son interprétation dans l'avenir
Les références
Mais encore …
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La petite histoire  Up Page
Origine, raisons, hasard
Après quinze années d'efforts, une équipe de physiciens du Laboratoire Kastler-Brossel de l'École normale supérieure a réalisé un vieux rêve des physiciens: voir un photon sans le détruire.

Comprendre simplement  Up Page
Vulgarisation, de 7 à 77 ans
"Ce chef-d'oeuvre expérimental", comme le décrit Ferdinand Schmidt-Kaler, physicien de l'université d'Ulm, a eu les honneurs d'une publication dans la prestigieuse revue britannique Nature. Au-delà des applications possibles de ce procédé pour réaliser des briques de base des futurs ordinateurs quantiques, «l'expérience illustre de manière très délicate un aspect fondamental de la mécanique quantique, celui de la mesure», précise Serge Haroche, membre de l'équipe de l'ENS et professeur au Collège de France. Quand on arrive dans l'étrange monde de la physique quantique, il est en effet impossible d'observer une particule sans perturber son comportement et sa "nature".

Domaines de présence  Up Page
Monde présent
Tous les dispositifs de mesure de la lumière, que ce soit l'oeil ou des photorécepteurs électroniques, ne fonctionnent que grâce au « sacrifice » du photon, qui disparaît et se transforme en énergie dès qu'il interagit avec la matière. « Pour mesurer à plusieurs reprises un photon sans le détruire, il faut réunir deux conditions très exotiques, explique Michel Brune, du Laboratoire Kastler-Brossel (LKB, unité mixte CNRS, ENS, Collège de France et Université Paris-VI) et cosignataire de l'étude.
 
"Il faut d'une part mesurer le photon sans lui prendre son énergie. D'autre part, pour le voir plusieurs fois, il faut se donner du temps, or il voyage à la vitesse de la lumière." La première condition a été remplie en mettant au point une méthode de détection utilisant des atomes dans un état très spécial, qui varie très subtilement en présence ou non d'un photon. Ces atomes, dits de Rydberg, agissent comme de très grandes antennes sensibles au champ électromagnétique de la lumière.
 
Le problème du temps d'observation a été résolu grâce à un piège à photons, une cavité formée par deux miroirs supraconducteurs qui se font face. Ces miroirs métalliques placés à 3 cm l'un de l'autre sont refroidis à moins d'un degré au-dessus du zéro absolu pour être les plus réfléchissants possibles. «Ils peuvent renvoyer chaque grain de lumière sans perte plus d'un milliard de fois, ce qui permet de stocker un photon pendant 0,13 seconde, période pendant laquelle il parcourt 39 000 km, soit de l'ordre de grandeur de la circonférence terrestre», explique avec enthousiasme Michel Brune. En conservant ainsi en boîte un photon pendant un temps relativement long, les physiciens ont réalisé une expérience décisive imaginée par Albert Einstein lui même.

Son interprétation dans l'avenir  Up Page
Monde futur

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Je crois que, si les êtres humains que nous sommes ne parviennent pas toujours à évoluer comme ils le souhaiteraient _à s'épanouir professionnellement, sentimentalement et sexuellement (ce que j'appelle les trois pôles d'intérêts) c'est parce qu'il y a des barrages qui entravent leur désir d'accéder à un rêve inachevé. Je pars du principe que tout est possible, à condition de s'entourer de gens qui nous poussent à croire en nous.
 
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