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Au royaume des lumières
24.05.2017, par
Véritable fabrique de prix Nobel, le laboratoire Kastler-Brossel voit se succéder des physiciens à l’origine de découvertes capitales. À l’image d’Alfred Kastler, de Claude Cohen-Tannoudji et de Serge Haroche, nobélisés respectivement en 1966, 1997 et 2012, les chercheurs ouvrent la voie à de nouvelles méthodes d’expérimentation afin de repousser les limites de la physique quantique.
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Une expérience sur les gaz de fermions ultrafroids, dont les étonnantes propriétés ne s’expliquent que grâce à la mécanique quantique. Les chercheurs les étudient pour comprendre une grande variété de systèmes, qui vont des métaux aux étoiles à neutrons.
H. RAGUET / LKB / CNRS Photothèque
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Un chercheur observe ici comment la lumière traverse la matière. Il peut s’agir de milieux complexes comme de la peinture ou un tissu biologique. L’objectif à long terme est de faire évoluer les techniques d’imagerie médicale ou le transfert d’information.
H. RAGUET / LKB / CNRS Photothèque
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La lumière laser envoyée sur un atome d’hydrogène permet de mesurer sa structure. La comparaison entre cette mesure et sa valeur théorique contribuera à déterminer des constantes fondamentales. C’est sur de telles constantes que s’appuiera en 2018 la redéfinition de quatre unités du système international : le kelvin, la mole, l’ampère et le kilogramme.
H. RAGUET / LKB / CNRS Photothèque
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Les chercheurs essaient de créer les conditions de formation de particules exotiques, c’est-à-dire peu connues, ici les particules de Majorana. Pour cela, ils refroidissent des atomes de dysprosium, un métal à la structure électronique riche. Ces recherches pourraient être utilisées pour concevoir un futur ordinateur quantique.
H. RAGUET / LKB / CNRS Photothèque
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Un détail de l’expérience précédente : un ensemble d’éléments optiques est utilisé pour séparer et mettre en forme les faisceaux lasers qui vont permettre de refroidir et d’observer des atomes de dysprosium.
H. RAGUET / LKB / CNRS Photothèque
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Un laser ultrarapide est composé d’une multitude de raies fines et régulières de fréquence temporelle (couleurs), comme un peigne. Celui-ci peut être utilisé comme une règle très précise. On voit sur cette photo les différentes couleurs du laser qui sont séparées en passant à travers un prisme.
H. RAGUET / LKB / CNRS Photothèque
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Une application du laser de l’expérience précédente : ses raies sont utilisées comme canaux pour propager la lumière dans différents états quantiques. L’objectif est d’augmenter les possibilités de calcul et de transmission de l’information, et d’améliorer les moyens de communication.
H. RAGUET / LKB / CNRS Photothèque
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Sur cette photo de groupe, prise en 1966 devant le laboratoire situé à l’École normale supérieure, rue Lhomond à Paris, figurent trois scientifiques qui ont reçu le prix Nobel : au centre, Alfred Kastler, l’un des fondateurs du laboratoire, à sa droite Claude Cohen-Tannoudji et tout à droite Serge Haroche.
Ecole normale supérieure, Fonds A. Kastler
À propos
Le Laboratoire Kastler-Brossel est une unité CNRS/ ENS/ Univ. Pierre-et-Marie-Curie/Collège de France.
La version initiale de ce diaporama a été publiée dans le premier numéro de la revue Carnets de science.
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