Record pour la plus courte durée contrôlable techniquement: 12 attosecondes
Par Benje le mercredi, mai 26 2010, 11:23 - Nouvelles Scientifiques - Lien permanent
Source: BE Allemagne numéro 483 (20/05/2010) - Ambassade de France en Allemagne / ADIT
Les procédés optiques permettent de réaliser des
mesures en temps réel à des échelles de temps extrêmement courtes. Les
lasers actuels sont capables d'émettre des impulsions de lumière d'une durée de 100 attosecondes (1
as = 10^(-18) s), un ordre de grandeur qui ne peut être atteint par
aucun autre système à ce jour. Des scientifiques de l'Institut
Max Born d'optique non-linéaire et de spectroscopie (MBI) de
Berlin sont désormais parvenus à établir le record de la plus faible
durée d'impulsion contrôlable, en atteignant une durée de 12
attosecondes.
La lumière est une onde électromagnétique de très haute fréquence. Pour une onde lumineuse visible, la période d'oscillation du champ électrique est comprise
entre 1.200 et 2.500 as. Lors d'impulsions de lumière ultracourtes,
l'onde n'a le temps d'effectuer que quelques oscillations. Ainsi, pour
atteindre une intensité de champ maximale, le centre de l'impulsion doit
coïncider avec le maximum du champ électrique. Les impulsions issues de lasers
à impulsion courte traditionnels sont caractérisées par de fortes
variations de la position relative entre le maximum de champ et le
centre de l'impulsion, et n'atteignent donc jamais une intensité de
champ maximum stable. C'est pourquoi des méthodes permettant de
stabiliser la position des maximums de champ, c'est-à-dire la phase de l'onde lumineuse, ont été
développées ces dernières années.
En partenariat avec l'entreprise autrichienne Femtolasers, les
chercheurs du MBI ont développé un nouveau procédé leur permettant de
contrôler la position de la phase. Contrairement aux méthodes
habituelles, il n'y a pas d'intervention directe sur le laser, ce qui
permet d'éviter des variations de la puissance du laser et de la durée des impulsions, et de garantir une plus grande
stabilité à long terme. La correction de la phase intervient à
l'extérieur du laser, dans un translateur de fréquence acousto-optique,
qui reçoit directement le signal de mesure, sans régulation préalable. "Grâce à cette correction de phase, beaucoup d'expériences
de physique à l'échelle de l'attoseconde et de métrologie de fréquence
seront facilitées", affirme M. Steinmeyer, le chef de projet.
Jusqu'à présent, une stabilisation des champs à une échelle de 100 as
(environ 1/20ème de la période de l'onde) était possible, ce qui
correspondait par ailleurs aux impulsions les plus courtes alors
atteintes. La nouvelle méthode permet de descendre à 12 as, soit
1/200ème de la période, et de passer ainsi sous le mur des 24 as - qui
correspond à l'ordre de grandeur des processus les plus rapides
imaginables dans l'enveloppe atomique. Ceci offre de nouvelles
perspectives pour l'étude de ce type de processus ultra-rapides dans la
nature.