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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.

journaliste: Florence Luy