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25 mai 2016 3 25 /05 /mai /2016 07:38

La Recherche Hors-Série 14

Interview avec Claude Cohen-Tannoudji : ''La lumière s'étudie par son interaction avec la matière, étude qui commença avec Descartes et Newton qui furent les premiers à développer des modèles satisfaisants. Corpusculaires, Newton voyait la lumière comme un jet de corpuscules différents selon la couleur de celle-ci. Cette conception fut remise en cause à la suite des travaux de Huygens, Fresnel et Young qui mirent en évidence ses propriétés ondulatoire. Maxwell conçu un schéma intégrant l'électricité, le magnétisme et la propagation des ondes électromagnétiques. Hertz ensuite montra que les ondes électromagnétiques lumineuses et radio ne différaient que par leur fréquence. Les théories corpusculaire et ondulatoire s'affrontèrent, la seconde parut l'emporter par son apport de plus d'explication des phénomènes lumineux. Celle-ci pourtant ne résolvait pas tous les problèmes et les résultats apportés par certaines expériences. Pour apporter une correction Max Planck conçut une nouvelle théorie permettant d'obtenir le bon spectre en modélisant les atomes émetteurs comme un ensemble d'oscillateurs matériels interagissant avec le rayonnement. Bien qu'il ne soit pas totalement satisfait du résultat il introduit la constante qui porte son nom : h, du mot allemand Hilfsgrösse, voulant dire ''grandeur auxiliaire''.

Ne sont pourtant quantifiés que les échanges d'énergie entre la matière et le rayonnement. Le concept de photon apparut plus tard, imaginé par Einstein qui formula l'idée d'un quantum lumineux, idée qui fut admise après une dizaine d'années d'expériences mais qui ne proposait pas de théorie précise. C'est Louis de Broglie qui étendit à la matière la notion de dualité onde-corpuscule, ouvrant la voie à de nouveaux développements : l'équation de Schrödinger, la mécanique quantique, la liaison chimique, la théorie des solides... le cadre pour une théorie quantique de l'interaction entre matière et rayonnement se met en place. À la fin des années 1920, Enrico Fermi et Paul Dirac proposent une théorie englobant les aspects corpusculaire et ondulatoire qui ouvrait la voie à l'élaboration de l'électrodynamique quantique.

Le laser naquit des recherches sur les micro-ondes et le radar.la connaissances des niveaux atomiques et moléculaires avait progressé, le physicien américain Charles Townes eut l'idée d'amplifier un rayonnement, obtenant la première preuve d'oscillation maser (microwave amplification by stimulated emission of radiation). Theodore Maiman eut l'idée de remplacer les micro-ondes par un cristal de rubis, obtenant une amplification cohérente. Le L de light remplaça donc le M de micro-ondes. Le laser était né.

En 1963 au congrès d'électronique quantique de Paris le laser passait pour une curiosité de laboratoire, une source de lumière différente, bref, une découverte attendant des applications. Chers et complexes, les lasers évoluent, s'industrialisent, pour devenir fréquents dans les années 1970. il permit d'étendre dans le domaine optique une série de concepts développés dans l'étude de la ''résonance magnétique''. Au début des années 80 le laser fut utilisé pour refroidir des atomes permettant d'obtenir des mesures beaucoup plus précises de ceux-ci. La recherche sur les atomes froids permit ainsi des progrès spectaculaires en métrologie. Le laser permet aussi des avancées dans l'information quantique, sa transmission, son traitement ; la cryptographie quantique, et bien d'autres domaines. Il permit de mieux comprendre les interactions de la lumière et de la matière, d'avoir accès à la dynamique des noyaux avec la réalisation d'impulsions laser femtoseconde (10-15 secondes), avec l'accession à l'attoseconde, mille fois plus petite, c'est la dynamique des électrons qui devient accessible. Parallèlement la puissance des lasers atteint le petawatt, posant de nouvelles interrogations sur le comportement de la matière dans des champs aussi élevés.

Et le Prix Nobel 1997 conclut : Le monde quantique est bien mystérieux et nous réserve sans doute encore bien des surprises.''

 

Raison de plus pour s'y intéresser.

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Publié par Lee Rony - dans J'ai lu Science
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Chenzen, le seul 26/05/2016 22:05

Bonjour Lee.

Article très intéressant. La lumière a toujours fasciné les Hommes, puisqu'elle a la faculté de disparaître ; elle est donc là, et non là. Les anciens cultes solaires sont ancrés dans cette mystique de la lumière que l'on retrouve dans la représentation du divin.
C'est, en effet, une matière assez curieuse à la fois palpable et intangible, et c'est justement sa capacité à être "autre" chose qu'elle est à l'origine même du Temps et de l'expansion de l'univers. Sans la lumière, pas de passé, ni de présent, ni de futur, ni même de structures à voir. Un constituant de la Vie par excellence.

Lee Rony 28/05/2016 17:13

Bonsoir Chenzen, le seul

La lumière nous aide, nous montre, quand les ténèbres, parfois nous inquiètent. Elle porte l'information, le savoir, nous éblouissant parfois. Un élément nourrissant les mythes et un chemin pour explorer le temps.

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