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Ils ont réussi à ralentir la lumière pour la première fois dans le vide

Crédits : Zouavman Le Zouave / Wikimedia Commons

Des physiciens de l’Université de Glasgow ont réussi à modifier la vitesse de la lumière dans le vide, une première !

Il est très facile de ralentir la lumière : il suffit de la faire passer dans du verre, de l’eau, ou n’importe quel milieu transparent. Cet effet est connu depuis le XIXe siècle, avec les premières mesures de la vitesse de la lumière, et constitue la base de l’optique. Mais l’expérience menée par les chercheurs écossais est bien plus impressionnante. Ils ont réussi ralentir la lumière dans le vide, sans la faire passer dans un milieu transparent.

Pour accomplir ce tour de force, ils ont utilisé un masque, dont la forme modifie la structure spatiale de la lumière, c’est-à-dire la fonction d’onde du photon. Les photons ne sont en effet pas des petites billes de lumière, mais des objets quantiques, caractérisés par la probabilité qu’ils ont d’être observés à un endroit donné. C’est cette propriété de la matière qui est à l’origine de la fameuse dualité onde-corpuscule, et nous oblige à traiter certains objets à la fois comme des ondes et comme des particules.

Ici, les chercheurs ont envoyé deux photons à la fois. Ces particules devaient faire la course, ayant une même distance à parcourir et partant exactement au même moment. Mais l’un devait passer par le masque, qui modifiait sa structure spatiale. À l’arrivée, celui qui avait été altéré par le masque placé par les physiciens s’est avéré être un petit peu plus lent, à la traine de quelques micromètres par rapport à son comparse. Sur le parcours de 1 mètre, c’est une différence de vitesse de l’ordre de 0,005 %, faible, mais mesurable.

L’effet n’est toutefois pas présent sur de grandes distances et la différence de vitesse disparait au bout de quelques mètres, quand l’onde qui décrit le photon reprend sa forme originale. Les physiciens espèrent pouvoir tester la théorie qu’ils ont développée pour ralentir les photons à d’autres types d’ondes, comme le son. Leur but est de vérifier si cette théorie s’applique à tous les types d’onde.

Source : Science

– Illustration : Zouavman Le Zouave