Premier pas dans la recherche de l'invisibilité

Publié le par JPex

Lorsque, pour la Noël 1991, à l'école de Poudlard (Grande-Bretagne), le jeune Harry Potter reçoit une cape d'invisibilité, il est loin de se douter que cet objet va inspirer des recherches dans un tout autre domaine que la sorcellerie, à savoir les nanotechnologies. Près de dix-sept ans se sont écoulés et, aux Etats-Unis, deux équipes menées par Xiang Zhang (université de Berkeley, Californie) viennent d'effectuer un pas important vers le monde magique inventé par J. K. Rowling en général et la cape d'invisibilité en particulier.


Dans deux articles publiés simultanément, dimanche 10 août, sur les sites Internet des revues Nature et Science, ces chercheurs expliquent avoir fabriqué, à une échelle nanométrique - un nanomètre est un milliardième de mètre -, des dispositifs aux propriétés optiques inconnues dans la nature. Pour les spécialistes, il s'agit de métamatériaux dont l'indice de réfraction est négatif (NIM, d'après l'acronyme anglais de Negative-index metamaterial).

Tout le monde a eu affaire à la réfraction, notamment en plongeant dans l'eau un bâton bien droit : tout à coup, celui-ci semble se couder. Cette illusion est due au fait que la lumière ne voyage pas à la même vitesse dans l'eau et dans l'air. Les deux milieux n'ont pas le même indice de réfraction et la différence se voit. Néanmoins, dans les deux cas, cet indice est positif. Jason Valentine, collègue de Xiang Zhang à Berkeley et coauteur de l'étude de Nature, va donc plus loin : si, a-t-il expliqué à Reuters, un poisson rouge était plongé dans un bocal rempli d'eau à indice de réfraction négatif, "au lieu d'apparaître légèrement en avant de sa position réelle dans l'eau, le poisson apparaîtrait au-dessus de la surface de l'eau"...


CAPE MAGIQUE DE HARRY POTTER


Malheureusement, n'est pas NIM qui veut. Pour ce faire, un matériau doit être conçu selon un réseau dont les trous ont une taille inférieure à la longueur d'onde du rayonnement électromagnétique qui l'atteint. Ainsi, on a déjà obtenu un indice de réfraction négatif dans le secteur des micro-ondes, dont la longueur d'onde va du millimètre à plusieurs centimètres. En revanche, si l'on veut oeuvrer en lumière visible - de 780 nanomètres pour le début du rouge à 380 nanomètres pour la fin du violet -, on change d'échelle et il faut avoir recours aux nanotechnologies. C'est ce qu'ont fait les équipes de Berkeley, en fabriquant deux NIM différents : le premier avec un nanotapis de fils d'argent, le second avec un nanofilet de pêche métallique.

Quel rapport avec la cape magique de Harry Potter ? Pour le savoir, il faut comprendre que l'invisibilité consiste à obliger les rayons lumineux non pas à traverser l'écolier de Poudlard, mais à le contourner et à reprendre leur chemin une fois le détour fait, tout comme l'eau d'une rivière reprend son cours une fois passé le rocher qui perce à sa surface. La lumière incidente n'étant ni bloquée ni réfléchie, le jeune Potter est invisible.

On est loin de maîtriser suffisamment les NIM pour parvenir à ce résultat. Ces matériaux trouveront sans doute d'abord des débouchés en optique, avec notamment la promesse de microscopes à très haute résolution. Cependant, un indice prouve que l'invisibilité n'est pas qu'un fantasme. On le trouve au bas de chacune des deux études, dans l'espace réservé aux remerciements : pour leurs travaux, les équipes du professeur Zhang ont, en plus du traditionnel financement de la National Science Foundation, reçu des subsides du bureau de la recherche de l'armée américaine et du bureau de l'armée de l'air. Les avions furtifs, c'est bien. Les avions invisibles, c'est mieux.

Source: Le Monde

Publié dans Sciences

Commenter cet article