Nous entendons souvent l'expression « vitesse de la lumière » penser à une accélération accrue. C’est parce que la lumière parcourt généralement environ 240 000 miles de la Lune à la Terre en quelques secondes. Mais saviez‑vous qu’elle peut également être ralentie ?

En 1999, Lene Hau, une physicienne de Harvard, a pu ralentir la vitesse de la lumière à 17 mètres par seconde. Pratiquement la vitesse d’une voiture pendant les embouteillages. En 2001, elle a pu arrêter complètement la lumière.

Comment cela a‑t‑il été possible ?

Hau a pu modifier la vitesse de la lumière en découvrant un tout nouvel état de la matière. Lorsque les atomes sont très rapprochés à basse température dans un vide élevé, ils perdent leur identité d’individus. Au lieu de cela, ils se fondent et commencent à agir comme un seul super‑atome.

Dans cet état étrange de la matière, la lumière prend une dimension plus humaine ; on peut presque la toucher.

Lene Hau

Hau était la scientifique principale de l’expérience, qui a été réalisée au Rowland Institute of Science. Les autres membres de l’équipe comprenaient ; Zachary Dutton, Cyrus Behroozi et Steve Harris. (Source : Harvard)

Pourquoi ont‑ils étudié cela ?

La raison principale était la pure curiosité concernant le nouvel état de la matière. Au cours du processus, ils ont pu identifier plusieurs utilisations pratiques du ralentissement de la lumière, notamment la création de nouveaux types de lasers et la capacité de transmettre des données, des images et même du son avec moins d’énergie et d’espace.

Nous les avons faits parce que nous sommes curieux de ce nouvel état de la matière. Nous voulions le comprendre, découvrir tout ce qui peut être fait avec.

Lene Hau

Construire le contenant pour la nouvelle matière a pris plusieurs années à l’équipe de Hau. Cela a été précédé d’une série d’essais de longues heures pour s’assurer que tous les paramètres fonctionnaient correctement. (Source : Harvard)

Comment l’expérience s’est‑elle déroulée ?

L’étude de Hau prouve que la vitesse de la lumière peut être modifiée. Les résultats de l’expérience étaient plus que positifs.

Il faut que tant de choses se passent bien, mais les résultats ont finalement dépassé nos attentes. C’est fascinant de voir un rayon de lumière presque s’immobiliser.

Lene Hau

(Source : Harvard)

Est‑ce la première fois que quelqu’un a tenté d’étudier une nouvelle forme de matière ?

La réponse rapide à cette question est non. L’idée d’une nouvelle forme de matière a été évoquée pour la première fois en 1924 par Albert Einstein et Satyendra Nath Bose. Selon leur théorie, lorsque les atomes se rapprochent suffisamment à basse température, ils se verrouillent. C’est ce que Hau a appelé un seul globule de matière qui produit des ondes.

Bien que cette théorie existe depuis les années 20, ce n’est qu’en 1995 qu’elle a réellement été réalisée. Le condensat de Bose‑Einstein était bien en avance sur son temps. Il ne leur fallait que la technologie adéquate pour le rendre possible. (Source : Harvard)

Comment cette technologie peut‑elle aider dans notre vie quotidienne ?

Bien que ralentir la vitesse de la lumière de cette façon ne viole pas directement de principe en physique. Selon la théorie de la relativité, rien n’est modifié.

Cependant, ralentir la lumière peut certainement aider notre compréhension de l’état bizarre de la matière d’un condensat de Bose‑Einstein. Les technologies qui dépassent les anciennes limites sont toujours coûteuses et peu pratiques au départ ; elles deviennent ensuite moins chères et plus maniables.

Lene Hau

(Source : Harvard)