La lumière se déplace... à la vitesse de la lumière ! Mais il est possible de la ralentir. Un peu. Beaucoup. Et même jusqu'à l'arrêter complètement. Une prouesse que des chercheurs espèrent réaliser à partir d'un système plutôt simple et ajustable.

Dans le vide, la lumière voyage à près de 300.000.000 m/s. Dans le diamant, elle est ralentie à quelque 125.000.000 m/s. Mais est-il possible de l'arrêter totalement ? Il semblerait que la réponse soit : oui ! En la piégeant au cœur de nuages d'atomes ultrafroids ou de cristaux, comme l'ont réalisé des chercheurs allemands en 2013. Ils avaient alors stoppé la marche de la lumière pendant une minute entière.

Aujourd'hui, des chercheurs brésiliens et israéliens montrent qu'en théorie, il est possible d'arrêter la lumière en des points dits exceptionnels. Des points à l'endroit desquels deux ondes se rencontrent et coalescent, en d'autres termes, se fondent en une seule. Au sein de guides d'onde présentant une symétrie particulière.

 À proprement parler, les photons qui constituent la lumière ne s’arrêtent pas dans le guide d’onde, attendant sagement l’ordre de reprendre leur marche comme des athlètes dans les starting-blocks. Ils sont plutôt prisonniers d’interactions particulières qui voient le jour en ces points exceptionnels.
À proprement parler, les photons qui constituent la lumière ne s’arrêtent pas dans le guide d’onde, attendant sagement l’ordre de reprendre leur marche comme des athlètes dans les starting-blocks. Ils sont plutôt prisonniers d’interactions particulières qui voient le jour en ces points exceptionnels.
Image : © WavebreakMediaMicro, Fotolia

Applicable à toutes les longueurs d’onde

L'avantage de la méthode : elle est applicable à un large spectre de fréquences et de longueurs d’onde. Et même potentiellement — même si de plus amples études devront le confirmer —, à des ondes autres que des ondes lumineuses. Des ondes acoustiques, par exemple.

Les chercheurs expliquent qu'il est assez simple de faire apparaître des points exceptionnels au cœur de guides d'onde. En jouant seulement sur les paramètres de gain et de perte. L'ennui, c'est que la plupart du temps, les pertes de lumière enregistrées en ces points sont importantes. Un problème qui semble pouvoir être résolu grâce à des guides d'onde présentant une symétrie PT. Celle-ci assure en effet une invariance par inversion de l'espace et par renversement du temps, garantissant un équilibre des gains et des pertes. Pour relâcher ensuite la lumière, il suffirait d'inverser les paramètres.

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