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Des chercheurs français ont mis au point un piège à photon sans précédent : il permet d’observer un seul photon à la fois, sans le détruire. C’est la première fois que la naissance, la vie et la mort d’un photon unique est observée, expliquent les physiciens dans la revue Nature.
Aux expériences étonnantes qui ralentissent la lumière, à celles qui piègent des paquets de photons, Serge Haroche, Michel Brune et leurs collègues du laboratoire Kastler Brossel (Paris) ajoutent une nouvelle prouesse. Ils sont parvenus à emprisonner dans une petite cavité un seul photon à la fois, pendant un dixième de seconde en moyenne, le temps, pour un photon libre, de parcourir un dixième de la distance Terre-Lune. Ces travaux sont publiés dans la revue Nature datée du 15 mars.
Le photon, particule élémentaire ou quantum de la lumière, est normalement détruit lorsqu’il est observé. En effet, le dispositif utilise un détecteur de photons qui absorbent son énergie et donc le détruit. L’équipe du laboratoire Kastler Brossel a mis au point une boîte à photon qui permet de l’étudier sans le détruire. Il s’agit d’une cavité composée de deux miroirs supraconducteurs, séparés de seulement 2,7 cm et refroidis à une température approchant le zéro absolu (–273°C).
Au lieu de glisser dans cette boîte des atomes capables d’absorber les photons, comme dans les dispositifs habituels, Haroche et ses collègues ont choisi des atomes qui ne peuvent pas absorber l’énergie du grain de lumière. En revanche, le champ électrique du photon modifie légèrement l’orbite des électrons autour du noyau de l’atome. Ainsi, en repérant cette subtile différence, les chercheurs peuvent détecter le passage du photon dans la boîte et le mesurer plusieurs fois de suite.
Le photon apparaît et disparaît soudainement dans la cavité. Il se produit alors un saut quantique : le photon passe d’un état à un autre de façon inattendue. Ces sauts avaient été observés avec des électrons, des ions ou d’autres particules, mais jamais avec des photons, précisent les chercheurs.
source http://tempsreel.nouvelobs.com/actualites/sciences/
Jeu 15 Mar - 9:23
