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Plus vite que la lumière!
19 August 2005
Une équipe du Laboratoire de nanophotonique et métrologie,
à l'EPFL, démontre, pour la première fois, que l'on peut contrôler la vitesse
de la lumière dans une fibre optique. De quoi ouvrir de nouvelles perspectives
pour les systèmes de communication.
Sur l'écran, un petit pic vient
de se décaler. Juste une petite courbe. Pourtant ce décalage pourrait avoir des
conséquences technologiques considérables. Les chercheurs ont pris le contrôle
de la vitesse de la lumière dans une simple fibre optique. Et avec panache,
puisque ils ont réussi non seulement à la ralentir, d'un facteur trois, mais
aussi à l'accélérer. Avec la prouesse de dépasser même la vitesse de la lumière
dans le vide.
Pour réussir cette performance,
ils ont agité les atomes de la fibre optique avec un laser. Résultat: plus le
faisceau est intense, plus la vitesse de la lumière qui passe dans la fibre est
modifiée. Cette découverte fait sauter un verrou. Il est dès lors possible
d'imaginer des réseaux de transmission et des processeurs entièrement optiques.
Plus besoin d'électricité, les signaux lumineux sont contrôlés par de la
lumière. Avec, en perspective, des gains de performance.
Jusqu'alors, des scientifiques étaient parvenus à modifier
la vitesse d'un signal lumineux dans des conditions très complexes. L'année
dernière cependant, un nouveau pas était franchi aux Etats-Unis avec une
expérimentation dans un solide à une température ambiante. L'équipe de Luc
Thévenaz, composée de Miguel González Herráez et
de Kwang-Yong Song, est allée encore plus loin en utilisant de la fibre
optique: "Celle-ci a l'énorme avantage de permettre une procédure simple, peu
coûteuse et qui fonctionne à n'importe quelle longueur d'onde, donc à celles
utilisées dans les télécommunications", explique Luc Thévenaz, maître
d'enseignement et de recherche.
Au terme de plusieurs essais, les chercheurs ont réussi à
ralentir une impulsion jusqu'à 3,6 fois sa durée, créant une sorte de
"mémoire optique" temporaire. Ils ont également pu créer les
conditions extrêmes d'une propagation plus rapide que la vitesse de la lumière.
La loi de la relativité serait-elle alors remise en question? Non, car
contrairement aux apparences, cette situation ne viole aucun principe de
relativité ou de causalité, seule une partie de l'impulsion étant concernée.
Einstein reste pleinement d'actualité.
Les possibilités d'application de cette première sont
nombreuses, que ce soit dans le domaine des capteurs ou du traitement des
signaux optiques. En télécommunications, ce procédé appliqué à la
synchronisation des signaux, permettrait de mieux répartir le flux des données.
On peut encore l'imaginer employé pour générer des signaux micro-ondes aux
performances inédites, en combinant des signaux optiques ultrarapides pilotés
par la lumière. Ceux-ci seraient utilisés sur les antennes des réseaux mobiles de
prochaine génération, réduisant le smog électromagnétique, ou encore pour des
transmissions entre satellites plus directives et donc plus efficaces.