Première mondiale pour des physiciens français

D ES chercheurs français viennent de réaliser une première mondiale en physique atomique, se félicite le ministre de la Recherche : la production d'un condensat de Bose-Einstein constitué d'atomes d'hélium dans un état excité métastable. Une découverte théorique qui ouvre la voie à une nouvelle génération de lasers beaucoup plus fins que ceux utilisés actuellement.

Les travaux ont été menés par deux équipes, celles de Michèle Leduc (également conseillère auprès du directeur de la Recherche au ministère) et Claude Cohen-Tannoudji à l'Ecole normale supérieure de Paris et de Christophe Westbrook et Alain Aspect à l'Institut d'optique d'Orsay.
Un condensat de Bose-Einstein est produit à des températures proches du zéro absolu (-273 degrés centigrades), grâce aux méthodes de refroidissement par laser qui ont valu le prix Nobel à Claude Cohen-Tannoudji en 1997. Pour la première fois, les chercheurs ont produit un condensat de ce type à base d'hélium, grâce à une température à un millionième de degré seulement au-dessus du zéro absolu. « A cette température, a expliqué Michèle Leduc à l'AFP, on obtient un échantillon d'hélium quasiment gelé, un échantillon de gaz condensé où les atomes ne bougent plus qu'à des vitesses très faibles, de l'ordre de un centimètre par seconde. C'est un nouvel état de la matière, toujours gazeux mais où l'ensemble des atomes qui constituent ce matériau se comportent comme s'ils ne formaient qu'un seul atome et adoptent un comportement global, collectif. »
Les propriétés de ce condensat sont très comparables à celles des lasers, sauf qu'on utilise des atomes, c'est-à-dire de la matière, et non des photons, c'est-à-dire de la lumière. On peut donc envisager, d'ici cinq à dix ans, une nouvelle génération de lasers à atomes d'hélium métastables où tous les atomes auront exactement la même direction et la même vitesse. Grâce à l'énergie interne de ces atomes, ces nouveaux lasers sont susceptibles de graver leur impact sur une surface, comme les rayons X et les électrons, ouvrant la voie à des techniques de nanogravure à l'échelle atomique, utiles notamment pour la fabrication de composants miniaturisés.