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 Le dernier secret de la lumière expliqué

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Hyuunkel
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Date d'inscription : 06/10/2010
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MessageSujet: Le dernier secret de la lumière expliqué   Ven 13 Fév - 1:33

Une nouvelle propriété de la lumière découverte à la fin des années 1990, alors même que l’on croyait tout savoir sur cette messagère depuis des décennies !

En septembre dernier, le Franco-Norvégien Thomas Ebbesen, administrateur de l’Institut d’études avancées de Strasbourg (Usias) a vu son travail la lumière honoré par le prix Kavli 2014, plus haute récompense pour les nanosciences.

Un jour de 1989, il tombe sur un article du physicien Serge Haroche (Prix Nobel 2012) décrivant l’électro-dynamique quantique en cavité. Puisqu’il est « curieux comme un enfant », comme nous a confié son épouse, il décide de mener lui-même une expérience sur le sujet et demande à un collègue de lui confectionner des nano-éprouvettes. Comprenez : une microscopique plaque de métal percée d’un réseau de trous de chacun 300 nanomètres de diamètre espacés régulièrement, le tout assemblé sur une plaque de verre.

Surprise immédiate : la lumière traverse le dispositif. Comment est-ce possible ? Les trous sont en effet plus petits que la longueur d’onde de la lumière visible. Les ondes de cette dernière, dont la longueur varie de 400 à 700 nanomètres (nm) du violet au rouge, devraient normalement se heurter aux trous de 300 nm et rester bloquées derrière la plaque. Interdit, tout comme ses collègues, qui restent sans voix, Thomas Ebbesen multiplie les vérifications, mais la lumière s’obstine à traverser la plaque. Plus troublant encore : elle semble traverser une aire trois fois plus grande que celle occupée par les trous, comme si elle parvenait à franchir le métal !

Huit années durant, le chercheur va s’évertuer à percer ce mystère...
le curieux phénomène est aujourd’hui bien compris : le réseau de trous se comporte en réalité comme une antenne. En effet, sur la surface conductrice – la plaque de métal –, les électrons libres se rassemblent aléatoirement en groupes appelés plasmons. Ces plasmons se calent sur le rythme du réseau, c’est-à-dire l’espacement entre les trous. On dit qu’ils entrent en résonance avec lui. Tout ce passe alors comme si ces plasmons formaient une loupe au-dessus de chaque trou : ils concentrent les photons qui tombent sur les trous et les réémettent.

« Si, au départ, la probabilité qu’un photon passe entre les trous est très faible, les “loupes” augmentent fortement cette probabilité, résume le physicien. La concentration est telle qu’on se retrouve avec plus de lumière transmise que ne l’autorise la seule surface occupée par les trous. » De l’amélioration de la qualité des lasers à l’augmentation du rendement des fibres optiques, les applications industrielles de cette découverte sont évidemment très nombreuses...

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La théorie, c'est quand on sait tout et que rien ne fonctionne. La pratique, c'est quand tout fonctionne et que personne ne sait pourquoi. Ici, nous avons réuni théorie et pratique : Rien ne fonctionne... et personne ne sait pourquoi !

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Placez votre main sur un poêle une minute et ça vous semble durer une heure. Asseyez vous auprès d'une jolie fille une heure et ça vous semble durer une minute. C'est ça la relativité. ^^

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