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Lumière lente ou milieu lent : La fin d’une longue controverse

par Johanna Leclercq - publié le , mis à jour le

Présentation grand public de l’article "Slow light in saturable absorbers : Progress in the resolution of a controversy" paru dans Physical Review. A 95, volume 6, 063830, 1-9 (2017).


Le cristal de rubis constitue un milieu de référence en optique. Le premier laser opérationnel réalisé en 1960 utilisait en effet un barreau de rubis synthétique excité par un tube flash. Plus récemment (2003) le retard de la transmission d’impulsions de lumière verte à travers un tel barreau à la température ambiante a été proclamé comme une nouvelle démonstration de propagation extrêmement lente de la lumière, comparable à celle réalisée dans des atomes à très basse température par le procédé dit de transparence induite (vitesse très faible par rapport à la vitesse de la lumière dans le vide). Cette interprétation fait cependant depuis 2006 l’objet d’une controverse. Ses opposants font remarquer que le retard à la transmission s’explique très simplement par un phénomène de blanchiment ("bleaching") largement étudié dans les années 1965 à 1971. Le retard aurait alors son origine dans une absorption de la montée de l’impulsion plus grande que celle de sa descente et, étant limité par le temps de réponse du milieu, refléterait plutôt la lenteur de ce dernier que celle de la lumière. Ce modèle prévoit que, à des retards négligeables près, la lumière transmise par le rubis doit s’annuler en même temps que la lumière incidente mais les expériences réalisées successivement par les défenseurs de la lumière lente et du milieu lent en 2014 ont donné des résultats contradictoires. Des chercheurs du Laboratoire PhLAM et du CERLA ont résolu la controverse en reprenant en détail l’étude théorique et expérimentale du problème. Leurs résultats, publiés dans Physical Review A, plaident clairement en faveur du modèle de bleaching (milieu lent). Les auteurs de l’article donnent une explication du résultat expérimental contraire obtenu par les défenseurs de la lumière lente. Il apparaît que la lumière détectée dans leurs expériences n’était pas la lumière transmise (lumière verte) mais la lumière de fluorescence émise par le rubis dans le rouge profond (celle qui est à l’origine de l’effet laser lorsque le cristal est placé à l’intérieur d’une cavité résonante).

Bruno Macke , Igor Razdobreev et Bernard Ségard


Lire l’article : © La version originale de cet article a été publiée sur Physical Review Tous droits réservés.