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Ils créent un halo de lumière indestructible qui peut passer à travers les matériaux opaques comme s’ils n’étaient pas là

Chercheurs de l’Université d’Utrecht et de la TU Wien (Vienne) ont créé des ondes lumineuses spéciales qui peuvent pénétrer même les matériaux opaques, comme s’ils n’étaient même pas sur le chemin. Comme ils l’ont publié cette semaine dans la revue ‘Nature Photonics’, il est possible de modifier un faisceau de lumière pour que lorsqu’il frappe un objet, au lieu d’être modifié et altéré en changeant complètement la lumière, il ne soit que atténué.

En pratique, ce que ces scientifiques ont réalisé est un faisceau de lumière «indestructible», selon les auteurs eux-mêmes. Un faisceau de lumière qui ne change pas au passage des objets et qui est capable de rester « invariant à la diffusion ». Un travail qui ouvre la porte à émettent des ondes lumineuses qui ne sont pas affectées par les objets et évitent ainsi les interférences.

Une lumière qui est invariante aux interférences des objets qu’elle traverse

Prenons le cas du morceau de sucre. Ce n’est pas totalement transparent, mais c’est translucide. Lorsque la lumière atteint le sucre, elle est complètement dispersée de manière complexe, ce qui nous empêche de bien voir à travers la masse. C’est l’effet de la diffusion des photons lorsqu’ils entrent en collision avec les atomes du matériau. Cependant, ces chercheurs ont pu créer un halo de lumière qui en cas de collision avec un matériau, il est capable de conserver les particularités du halo d’origine.

«Chacun de ces modèles d’ondes lumineuses change et dévie d’une manière très spécifique lorsqu’il est envoyé à travers un milieu désordonné», explique le professeur Stefan Rotter du TU Wien Institute for Theoretical Physics. Avec son équipe, ils étudient les modèles et la diffusion de la lumière sur différentes surfaces.

Pour «comprendre» le modèle de diffusion, les chercheurs ont découvert qu’ils pouvaient faire briller certains signaux lumineux à travers la poussière d’oxyde de zinc et le mesurer au niveau du détecteur. De là, ils peuvent calculer spécifiquement le fonctionnement de la dispersion des ondes. « Comment pourrions-nous montrer, il existe une classe très particulière d’ondes lumineuses: les modes de lumière invariants de diffusion, qui produisent exactement le même motif d’onde dans le détecteur, que l’onde lumineuse soit simplement envoyée dans l’air ou qu’elle ait dû pénétrer dans la couche compliquée d’oxyde de zinc », explique S. Rotter.

Image: M. Kühmayer et AP Mosk (TU Wien).

Trouver ces modes de lumière invariants est complexe, mais bien qu’ils soient rares, ils expliquent qu’il y en aura beaucoup car il y a des ondes lumineuses possibles illimitées. Les scientifiques de Vienne ont travaillé avec quelques-uns, mais laissent la porte ouverte pour en trouver beaucoup d’autres. En les combinant correctement, il est possible de créer ces halos de lumière capables de traverser les objets.

« De cette façon, au moins dans certaines limites, il y a suffisamment de liberté pour choisir l’image que nous voulons envoyer à travers l’objet sans interférence»explique Jeroen Bosch, l’un des doctorants collaborant au projet.« Dans les hôpitaux, les rayons X sont utilisés pour regarder à l’intérieur du corps; ils ont une longueur d’onde plus courte et peuvent donc pénétrer notre peau. Mais la façon dont une onde lumineuse pénètre dans un objet dépend non seulement de la longueur d’onde, mais aussi de la forme d’onde », explique Matthias Kühmayer.

Cette nouvelle recherche ouvre la porte à la découverte de modèles de lumière visible qui peuvent traverser les objets sans être affectés. Ongle sorte de rayons X, mais avec des faisceaux lumineux. Une autre possibilité soulignée par les responsables est la réalisation d’expériences biologiques, où ils peuvent introduire de la lumière à des points très spécifiques vers regarder à l’intérieur des cellules.

Plus d’informations | Nature

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