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Maths, Physique & Chimie

Une cape d'invisibilité temporelle

Une équipe américaine a réussi à créer un système expérimental capable de faire disparaître un événement durant moins de 50 picosecondes.

La cape d’invisibilité d’Harry Potter est un mythe : nul humain, fut-ce un gamin à lunettes, ne peut devenir transparent en s’entourant d’un drap… à l’inverse d’une poussière. Depuis 2006 en effet, les scientifiques savent faire disparaître de minuscules objets en les entourant d’une coque faite de matériaux microstructurés très particuliers : « Ces métamatériaux sont capables de dévier et d’accélérer la lumière, explique Didier Lippens, du département « Hyperfréquences et semi-conducteurs » de l’université des sciences et technologies de Lille. Résultat : la lumière contourne l’objet et se retrouve à l’arrière, exactement là où elle aurait dû être si elle était allée en ligne droite. L’objet contenu par la coque devient alors invisible. »

L’espace et le temps étant liés, des physiciens théoriciens ont suggéré en 2011 que, sur un principe similaire, il devrait être possible de créer une cape d’invisibilité non pas spatiale mais temporelle. Une prédiction qui vient d’être expérimentalement vérifiée. Quatre chercheurs de l’université Cornell, aux États-Unis, ont en effet créé un dispositif permettant de faire disparaître un événement dont la durée est inférieure à 50 picosecondes (M. Fridman et al., Nature, 5 janvier 2012).

Le principe de l'expérience © Fridman et al.

Pour ce faire, ils ont envoyé un rayon laser au travers d’une « lentille temporelle » capable de faire fluctuer la couleur de la lumière au cours du temps. Le spectre de lumière ainsi engendré passe ensuite dans un milieu dispersif qui accélère certaines couleurs lumineuses ou en ralentit d’autres. Car, si la vitesse de la lumière est constante dans le vide (300 000 km/s), dans un milieu, elle varie en fonction de sa longueur d’onde. Ainsi, en ralentissant les lumières les plus lentes et en accélérant les plus rapides, les chercheurs ont obtenu un trou de 50 picosecondes (50. 10-12 secondes) dans l’information lumineuse. De quoi rendre invisible tout événement qui se serait déroulé dans cet intervalle de temps.

En plaçant un milieu dispersif inverse et une nouvelle lentille temporelle à la sortie de ce dispositif, les chercheurs ont pu reconstituer l’intégralité de l’information lumineuse initiale. D’après les chercheurs, en améliorant le système, il devrait être possible de créer des capes d’invisibilité temporelles de quelques millisecondes. « Peut-être que d’autres systèmes permettront de faire mieux, continue Didier Lippens. Plusieurs approches expérimentales ont été proposées. » Reste maintenant à imaginer des applications à la mesure de ce résultat.

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