Yves-Alain Peter
Piège à photons
Cette structure circulaire de l'épaisseur d'un cheveu est appelée « tore ». Elle est en verre, et elle est montée sur un pilier en silicium. Lorsque lancés dans le tore avec l’angle et l’énergie appropriés, les photons y tournent comme dans un carrousel infernal. La lumière, ainsi injectée à l’intérieur, est piégée pour un temps 1000 fois plus long que dans d’autres types d’attrape-photons. Comme si au lieu de tourner pendant une minute dans un manège, vous y restiez plus de 16 heures…
Ce phénomène s’explique grâce à la loi de Snell-Descartes. Cette loi physique exprime comment un rayon lumineux change de direction à l’interface de deux milieux différents (exemple : verre/air). Sous certaines conditions, choix du matériau ou direction de départ, la trajectoire peut être telle que le rayon lumineux est totalement réfléchi à l’interface. C’est ce phénomène de réflexion totale qui est exploité dans un tore. Avec une direction de départ appropriée, le rayon est réfléchi successivement sur les parois internes du tore jusqu’à en faire plusieurs fois le tour. On obtient ainsi un piège à lumière de grande efficacité. En retenant le photon, de nature très fuyard, les chercheurs peuvent l’étudier et ainsi mieux le comprendre.