Prix Nobel de physique pour les apports révolutionnaires à la physique du laser

2018/10/02 Etxebeste Aduriz, Egoitz - Elhuyar Zientzia Iturria: Elhuyar aldizkaria

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Les chercheurs Arthur Ashkin, Gerard Mourou et Donna Strickland recevront le Prix Nobel de physique 2018 pour « leurs contributions révolutionnaires à la physique du laser ». La Fondation Nobel a souligné que les progrès réalisés par ces chercheurs ont fait du laser un outil très utile dans des domaines tels que l'industrie, la biologie ou la médecine.

Le prix de cette année a été divisé en deux parties. La moitié sera pour Arthur Ashkin en inventant des pinces optiques et en les appliquant en biologie. Ashkin avait un rêve : pouvoir déplacer des objets physiques avec la lumière. Et bien qu'à cette époque il ressemblait à une science fiction, il l'a obtenu. Lorsque les premiers lasers ont été inventés en 1960, Ashkin a commencé à travailler avec eux dans les laboratoires Bell de New York. Il a réussi à déplacer de petites particules avec les lasers et a réalisé que les particules se déplaçaient à la moitié du rayon (en raison d'un gradient de pression de rayonnement à travers elle). Plus tard, en focalisant le laser sur une lentille, il a réussi à retenir les particules à un certain point. Il a inventé des pinces optiques.

Des années plus tard, en combinant les pinces optiques avec d'autres techniques, on obtiendrait aussi des pièges de rétention d'atomes. D'autre part, Ashkin lui-même a montré que les pinces optiques pouvaient être très utiles aussi pour la biologie. Avec l'utilisation de lasers infrarouges, en 1984, il a montré que les bactéries vivantes pouvaient rester inoffensives. Dès lors, avec ces pinces optiques, il a commencé à rechercher des bactéries, des virus et des cellules ainsi que des systèmes intracellulaires. Et aujourd'hui cette technique est très utilisée en biologie.

Lasers haute intensité

L'autre moitié du prix sera pour Gerard Mourou et Donna Strickland, en inventant la technique de création d'impulsions ultraviolettes de haute intensité. Depuis la création du laser, les chercheurs ont essayé d'obtenir des impulsions d'intensité croissante. Cependant, au milieu des années 80, il semblait avoir atteint la limite, car s'ils tentaient d'augmenter l'intensité, le matériau amplificateur était détruit.

Strickland et Mourou ont conçu une nouvelle technique (technique CPA) qui dépassait ce problème: résumer le pouls dans le temps, puis l'amplifier et finalement le compresser. Ainsi, dans un article publié fin 1985, il a été démontré que l'intensité des lasers pouvait augmenter considérablement. C'était la première publication scientifique de Strickland. Il faisait sa thèse de doctorat sous la direction de Mourou. Elle sera désormais la troisième femme à recevoir le Prix Nobel de physique, 55 ans après sa dernière remise.

Cette découverte a été une révolution et est devenue une technique de base pour la fabrication de lasers à haute intensité. Aujourd'hui, ce type de lasers sont très utilisés, par exemple pour effectuer des opérations laser pour améliorer la vision, couper ou percer divers matériaux et onze autres applications. Et vous aurez sûrement dans le futur beaucoup plus que nous ne connaissons pas encore