Le Nobel va à des spécialistes de la physique quantique

Le prix Nobel de physique 2012 a été attribué mardi à l'Américain David Wineland et au Français Serge Haroche pour leurs travaux sur les interactions entre la lumière et la matière.

Les deux hommes, tous deux âgés de 68 ans, ont ouvert de nouvelles perspectives d'expérimentation en physique quantique en démontrant qu'il était possible d'observer des particules individuelles sans les détruire.

Piège à photons

Avec son équipe du laboratoire Kastler Brossel (CNRS/ENS/Collège de France) à Paris, Serge Haroche a mis au point un piège à photons. Cette "boîte", ou cavité, est composée de miroirs ultra-réfléchissants, refroidis à près de -273°C, et permet ainsi de conserver un nombre déterminé de photons, de les compter et de les étudier. "Les expériences qui ont débouché sur ce projet ont été imaginées 20 ans plus tôt", a expliqué Serge Haroche à l'Associated Press.

De son côté, l'Américain David Wineland, du NIST (National Institute of Standards and Technology) et de l'Université du Colorado, a conçu des pièges à ions -des atomes qui possèdent une charge électrique. Wineland utilise des champs électriques pour suspendre ces atomes dans le vide et les refroidit avec des lasers.

Ces tactiques subtiles sont nécessaires dans le monde étrange de la physique quantique où évoluent ces chercheurs.

Chat de Shrödinger

Dans ce domaine de la physique, un objet -un photon par exemple- peut exister dans plusieurs états différents à la fois. Cependant le fait de l'observer ou de le mesurer lui fait perdre cette propriété quantique et le contraint à choisir l'un des états.

Ce concept est décrit par l'expérience du chat de Shrödinger: enfermé dans une boîte, le chat est à la fois mort et vivant. Si un observateur ouvre le couvercle, il verra soit un chat mort, soit un chat vivant. Grâce aux dispositifs expérimentaux développés par Serge Haroche et David Wineland, ces bizarreries quantiques peuvent désormais être observées.

Ces travaux fondamentaux apportent des éléments essentiels à la conception d'un futur ordinateur quantique. D'ores et déjà, ces recherches ont permis d'améliorer la précision des horloges optiques, qui pourraient à terme remplacer les horloges atomiques qui servent aujourd'hui à définir la seconde de référence depuis les années 70.

agences/jgal