Une puce de cinq millimètres de côté. Des rubans d’or gravés sur un cristal semi-conducteur. Dans une enceinte à l’air purgé, elle reçoit une impulsion venue d’un accélérateur de particules. Et la lumière piégée à sa surface perd d’un coup plus de la moitié de ce qu’elle gaspille d’ordinaire. Des chercheurs de France et d’Allemagne viennent de faire ce que personne n’avait réussi par la seule optique : sculpter la lumière dans le temps.

Un cristal qui se répète, non dans l’espace mais dans le temps

Des cristaux photoniques, la nature en fabrique déjà. Les reflets d’une opale en sont un. Les couleurs d’une aile de papillon aussi. 4 Ce sont des motifs répétés dans l’espace, à l’échelle de la longueur d’onde. Ils savent renforcer, guider ou bloquer certaines couleurs de lumière. 4

L’idée neuve est ailleurs. Répéter le motif non plus dans l’espace, mais dans le temps. On change les propriétés du matériau à un rythme prodigieux, le temps d’une seule oscillation de l’onde. 1,4 Le cristal cesse alors de seulement freiner la lumière. Il peut, en principe, l’amplifier. 1,4

Ce que l’expérience a mesuré

C’est là qu’est le résultat solide, le seul acquis. Dans le domaine térahertz, la lumière piégée dans le dispositif a vu ses pertes chuter de plus de 50 %. 1 Premier cas connu où l’on réduit ces pertes en jouant sur le temps, et non sur le choix des matériaux. 1

Un mot de prudence, qui compte. Moins de pertes n’est pas amplification. Le signal n’a pas été renforcé. Il a été moins gaspillé. 1 Le dispositif redistribue l’énergie entre deux modes, au profit de celui qui perd le moins. Il ne supprime aucune fuite. 1,5

Une réussite à deux pays

Parler d’un exploit purement français serait faux. La conception et la fabrication du dispositif reviennent à des laboratoires français, tous publics : l’École polytechnique, le CNRS, le CEA, le Collège de France. 1 Mais l’expérience était impossible sans un instrument allemand.

Cet instrument s’appelle TELBE. C’est une source térahertz installée sur un accélérateur de particules, près de Dresde. 3 Son coordinateur le résume sans détour : sans cette infrastructure, la modulation ultrarapide et stable qu’exigeait l’expérience aurait été hors de portée. 3

La juste image est donc celle d’une réussite collective, franco-allemande. Conception et fabrication d’un côté du Rhin, instrument décisif de l’autre. 1,3 Et une recherche entièrement publique, sans acteur privé qui ait quelque chose à vendre au bout. 1

Ce que cette maîtrise pourrait ouvrir

Reste la suite. Là, il faut séparer le prouvé du promis.

Le laser n’existe pas encore. Les auteurs le prédisent, ils ne l’ont pas obtenu. 1 Le gain atteint aujourd’hui ne couvre qu’environ la moitié des pertes totales. 1,4 Le CEA lui-même le pose comme une perspective à confirmer. 2

Si elle se confirme, la promesse est réelle. Il n’existe à ce jour aucun laser térahertz à la fois accordable et pratique. 3,5 Ce domaine est la frontière entre l’électronique et la photonique, encore peu explorée. 3 Beaucoup de molécules vibrent à ces fréquences, d’où l’espoir d’une imagerie médicale sans danger. 4 Et des communications qui passeraient du gigahertz au térahertz, donc bien plus rapides. 4

Une réserve, par honnêteté. Ces applications viennent des communiqués, pas de l’article. 2,4 Le dispositif tient dans cinq millimètres, mais il est piloté par un accélérateur de particules. Ce n’est ni un composant intégré ni un produit. 1 La marche vers l’usage courant reste longue.

Le temps, un levier neuf

Une chose est sûre, et elle ne bougera plus. Pour la première fois, la perte d’une lumière a été réduite non par la chimie du matériau, mais par le temps. 1 Les cristaux photoniques avaient conquis l’espace. Ils viennent de gagner une dimension de plus.