Des physiciens font disparaître un événement dans une faille temporelle

SCIENCES En manipulant la vitesse de l'onde lumineuse...

P.B. avec AFP

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Un soldat portant une armure de camouflage, dans le jeu «Halo III».
Un soldat portant une armure de camouflage, dans le jeu «Halo III». — BUNGIE/MICROSOFT

Pour camoufler un objet, deux approches sont privilégiées: la manipulation de l'espace et du temps. Dans la première solution, déjà exploitée, il faut jouer sur la réfraction de la lumière, et empêcher les rayons lumineux d'être réfléchis vers notre œil. Dans la seconde, les scientifiques manipulent la vitesse de l'onde lumineuse pour créer une irrégularité permettant de «cacher» un événement. Une équipe de l'Université Cornell de New York détaille ses avancées dans Nature.

Financée par le Pentagone, l'équipe de Moti Fridman a conçu un système d'«invisibilité temporelle» capable de rendre un événement totalement indétectable pendant une infime fraction de seconde. «Nos résultats représentent un pas significatif vers la réalisation d'une cape spatio-temporelle complète», estime Fridman.

 

L'exploit des physiciens utilise les propriétés du spectre lumineux visible et le fait que les différentes couleurs qui le composent se déplacent à des vitesses très légèrement différentes. Ils ont commencé par diffuser un rayon de lumière verte dans un câble en fibre optique. Ce rayon traverse ensuite une lentille qui le divise en deux fréquences distinctes: une lumière bleue qui se propage un petit peu plus rapidement que le rayon vert d'origine, et une lumière rouge légèrement plus lente. La différence de vitesse entre les deux rayons ainsi obtenus est encore accentuée en interposant un obstacle transparent.

 

Un train coupé en deux puis recollé

Au bout du compte, il se crée une sorte de «décalage temporel» entre les rayons rouge et bleu qui voyagent dans la fibre optique. Une faille minuscule, de seulement 50 picosecondes (50 millionièmes de millionième de seconde), mais suffisante pour y intercaler une décharge de laser d'une fréquence différente de la lumière passant dans la fibre optique.

 

Après cette brève décharge de laser, les rayons rouges et bleus subissent un traitement inverse : un nouvel obstacle accélère cette fois-ci le rouge et ralentit le bleu, et une lentille reconstitue les deux faisceaux pour produire un unique rayon vert.

 

Que se passe-t-il exactement? Robert Boyd et Zhimin Shi expliquent le phénomène par une comparaison avec le trafic routier. Imaginez qu'un train de 40 wagons voyage vers vous. Séparez le train en deux, accélérez la première moitié, ralentissez la seconde. Un espace est créé. Si un motard arrive au croisement, s'engouffre dans l'espace puis décampe, et que le train se recolle ensuite, un observateur n'y aura vu que du feu. Le passage du motard n'aura pas été détecté.

 

Applications en télécommunication 

Il s'agit ici d'une preuve de concept. Mais Boyd et Shi estiment que cette invisibilité temporelle pourrait déjà avoir des applications immédiates pour sécuriser les communications. Le procédé permet de fractionner les signaux optiques et de les faire voyager à des vitesses différentes avant de les réassembler, ce qui rend les données particulièrement difficiles à intercepter.

 

La prochaine étape pour les chercheurs est de parvenir à accroître suffisamment la durée de la faille temporelle. Ils pensent pouvoir arriver au millionième voire au millième de seconde. Parvenir à la seconde n'est pas impossible, selon les lois de la physique. Mais il faudrait une machine de... 30.000 km.