Des chercheurs découvrent une nouvelle source de lumière cohérente
Publié par Michel le 17/01/2006 à 00:00
Source et illustration: Lawrence Livermore National Laboratory
Hormis les lasers, aucune façon de produire une lumière cohérente n'a été découverte depuis près de 50 ans. Cependant, des chercheurs du LLNL (Lawrence Livermore National Laboratory) et du MIT ont désormais trouvé une nouvelle source de rayonnement (Le rayonnement, synonyme de radiation en physique, désigne le processus d'émission ou de transmission d'énergie impliquant une particule porteuse.) optique (L'optique est la branche de la physique qui traite de la lumière, du rayonnement électromagnétique et de ses relations avec la vision.) cohérent.

Une lumière (La lumière est l'ensemble des ondes électromagnétiques visibles par l'œil humain, c'est-à-dire comprises dans des longueurs d'onde de 380nm (violet)...) cohérente est un rayonnement dont la largeur (La largeur d’un objet représente sa dimension perpendiculaire à sa longueur, soit la mesure la plus étroite de sa face. En géométrie plane, la...) de bande spectrale (En astronomie, une bande spectrale désigne une partie du spectre électromagnétique que laisse passer un filtre standard. Une bande spectrale est ainsi déterminée par son profil...) est très étroite. Elle est utilisée en interférométrie (L'interférométrie est une méthode de mesure qui exploite les interférences intervenant entre plusieurs ondes cohérentes entre elles.) (où l'on mesure en un point (Graphie) les interférences créées par plusieurs ondes issues de sources différentes) et est habituellement associée aux lasers. Par une série de calculs théoriques et de simulations expérimentales, les scientifiques ont généré une onde (Une onde est la propagation d'une perturbation produisant sur son passage une variation réversible de propriétés physiques locales. Elle transporte de l'énergie sans transporter...) de choc mécanique (Quand il s'agit de deux objets solides, on préfère parler de percussion mécanique.) à l'intérieur d'un matériau (Un matériau est une matière d'origine naturelle ou artificielle que l'homme façonne pour en faire des objets. C'est donc une matière de base...) cristallin diélectrique, dans ce cas, du sel de cuisine (La cuisine est l'ensemble des techniques de préparation des aliments en vue de leur consommation par les êtres humains (voir cuisinerie). La cuisine est diverse...) (NaCl). Seuls des photons (En physique des particules, le photon est la particule élémentaire médiatrice de l'interaction électromagnétique. Autrement dit, lorsque deux particules chargées...) incohérents et des étincelles auraient dus être observés. Cependant une faible mais mesurable lumière cohérente a été émise depuis le cristal (Cristal est un terme usuel pour désigner un solide aux formes régulières, bien que cet usage diffère quelque peu de la définition scientifique de ce mot. Selon l'Union internationale de...).


Emission de lumière cohérente à 22 THz.
A gauche émission de la lumière en fonction du temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le changement dans le monde.) tandis que le choc (Dès que deux entitées interagissent de manière violente, on dit qu'il y a choc, que ce soit de civilisation ou de particules de hautes énergies.) se propage.
A droite, le rayonnement produit en fonction de la position dans le cristal:
le signal ( Termes généraux Un signal est un message simplifié et généralement codé. Il existe sous forme d'objets ayant des formes particulières. Les signaux lumineux sont employés depuis la nuit des temps par les hommes pour communiquer...) est produit à l'avant du choc (entre les lignes pointillées blanches)

Les fréquences d'émission de cette lumière sont déterminées par la vitesse (On distingue :) du choc et par la structure du réseau (Un réseau informatique est un ensemble d'équipements reliés entre eux pour échanger des informations. Par analogie avec un filet (un réseau est un « petit rets », c'est-à-dire un petit filet), on appelle...) cristallin. L'équipe a constaté que la lumière cohérente est émise dans l'intervalle de 1 à 100 THz (TeraHertz). "A notre connaissance, aucune lumière cohérente n'a jamais été observée auparavant pour des ondes de choc se propageant dans des cristaux", indique Evan Reed, responsable de la recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de développer les connaissances scientifiques. Par...). "La lumière et le rayonnement se situent dans une partie du spectre électromagnétique (Le spectre électromagnétique est la décomposition du rayonnement électromagnétique selon ses différentes composantes en terme de fréquence, d'énergie des photons ou encore de longueur d'onde associée, les trois grandeurs ν...) qui n'est habituellement pas observée dans ce type d'expériences".

L'application immédiate de la découverte pourrait être la mise au point d'outils de diagnostics permettant d'analyser les propriétés des ondes de chocs, en particulier leur vitesse de propagation et de fournir des informations fines sur les structures cristallines.

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