PHYSIQUE

Des chercheurs ont ralenti la vitesse de la lumière

lumière
Crédits : NASA/ESA
Pour la première fois, des scientifiques ont réussi à réduire la vitesse de photons se déplaçant dans le vide. Une expérience totalement inédite.

Les physiciens le savent depuis longtemps : la vitesse de la lumière peut être ralentie lorsqu'elle est diffusée à travers des matériaux comme le verre ou l'eau. En revanche, nul n'était jusqu'ici parvenu à ralentir la lumière lorsqu'elle se déplace dans le vide, où sa vitesse a toujours été considérée comme fixe. Jusqu'à la tenue d'une expérience inédite, menée par des physiciens écossais, et publiée le 22 janvier 2015 dans la revue Science...

Quelle est la nature exacte de la prouesse réalisée par ces chercheurs écossais ? Pour comprendre, il faut d'abord rappeler que la lumière est constituée de photons, qui sont en quelque sorte les "particules élémentaires" de la lumière (un photon est la particule qui transporte la plus petite quantité d'énergie, indivisible, d'un faiseau de lumière).

Et c'est précisément en agissant sur les photons que ces scientifiques écossais sont parvenus à réduire la vitesse de déplacement de la lumière dans le vide. Pour cela, ils ont conçu un "masque", chargé de modifier la structure spatiale de la lumière passant à l'intérieur.

Puis ces chercheurs ont émis des photons de lumière depuis deux émetteurs de lulmière localisés à deux endroits différents, en direction d'un détecteur situé à une distance strictement identique de ces deux émetteurs (la "ligne d'arrivée", en quelque sorte). A la sortie de l'un des deux émetteurs, le fameux masque avait été apposé, ce qui obligeait les photons à passer par ce dernier avant de se diriger vers le récepteur.

Résultat ? Pour deux photons émis exactement au même moment par l'un et l'autre des deux émetteurs de lumière, celui ayant transité par le masque est arrivé au récepteur après l'autre...

Il faut bien comprendre que cette expérience est très différente d'une manipulation consistant à faire passer des photons de lumière dans du verre par exemple, à l'intérieur duquel on sait que leur vitesse s'en trouvera ralentie, mais qui retrouveront leur vitesse habituelle de déplacement dans le vide une fois "sortis" du matériau de verre. Ici, le phénomène est très différent puisque, même lorsqu'ils ont franchi le masque, les photons ne retrouvent pas leur vitesse habituelle de déplacement dans le vide : au contraire, leur vitesse continue d'être amoindrie, bien que se déplaçant dans le vide.

Ces travaux ont été publiés le 22 janvier 2015 dans la revue Science, sous le titre "Spatially structured photons that travel in free space slower than the speed of light".


VOUS AIMEREZ AUSSI
NEWSLETTER DU JOURNAL DE LA SCIENCE

Vous aimez la science ? Abonnez-vous à la newsletter du Journal de la Science, et recevez chaque soir un résumé clair et synthétique de l'actualité scientifique de la journée :

VOTRE OPINION SUR CET ARTICLE