UN KALEIDOSCOPE D’APPLICATIONS ET DE RECHERCHES

• Sciences du vivant
• Industrie
• Information et communication
• La Défense
• Bien d’autres applications
• Sciences fondamentales
• Et demain?

Sciences fondamentales

Le laser a révolutionné la métrologie, la télémétrie, le refroidissement d’atome.

L’invention dans les années 80 de lasers pouvant émettre des impulsions d’une durée de la femtoseconde (le millionième de milliardième de seconde) a introduit la stroboscopie femtoseconde, permettant de suivre des réactions chimiques en temps réel et donc de les comprendre (Prix Nobel de Chimie 1999 pour A. Zewail). Ces lasers, qui produisent de façon répétée de courtes impulsions, ont ouvert la voie à un nouveau type de lasers de puissance. La puissance étant une énergie divisée par un temps, le principe est de réaliser une impulsion la plus brève pour garantir une forte puissance. Des lasers sont, de nos jours, capables de produire des faisceaux assez puissants pour obtenir un champ électrique dont la tension est supérieure à la tension de claquage de l’air, provoquant ainsi une ionisation et des phénomènes de filamentation. Le canal ionisé peut permettre de diriger la foudre là où on le souhaite. En réduisant la durée des impulsions à l’attoseconde, on descend à des temps caractéristiques de l’électron relativiste, ouvrant la porte à de nouvelles études.

Des projets (laser Mégajoule, Bordeaux) tentent d’atteindre des énergies importantes pour étudier la fusion thermonucléaire. Cette physique de l’extrême va permettre de confronter des faits expérimentaux aux théories les plus ardues décrivant la matière aux hautes températures. Ce projet intéresse également les applications civiles comme par exemple la biologie en permettant la réalisation de sources de rayonnement de très courte longueur d’onde.

En métrologie, John L. Hall et Theodor W. Hänsch ont utilisé un laser émettant sur un peigne de couleurs pour des mesures spectroscopiques de très grande précision.

Steven Chu, Claude Cohen-Tannoudji, and William D. Phillips ont développé le refroidissement laser pour porter des collections d’atomes à très basses températures. Eric A. Cornell, Wolfgang Ketterle, and Carl E. Wieman améliorèrent la technique pour obtenir un état extrême de la matière appelé condensat de Bose-Einstein, où les atomes ont les mêmes caractéristiques quantiques, comme c’est le cas pour une collection de photons laser.