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L'arrivée du laser a été annoncée par certains journaux comme le début d'une nouvelle ère de rayons de mort militaires, les cousins ​​tueurs du Martian Heart-Ray dans La Guerre des Mondes . Mais il y a un demi-siècle, Townes et Schawlow ne savaient pas vraiment ce que l'on pouvait faire de leur invention ou de son prototype, le maser (qui utilisait des micro-ondes au lieu de la lumière visible). Ils savaient juste qu'ils avaient trouvé un moyen astucieux de faire briller la lumière de manière forte et droite.

"Les gens me plaisantaient," les lasers sont une solution à la recherche d'un problème "", a déclaré Townes.

Il y pense à chaque fois qu'il va à la caisse de l'épicerie, où la lumière est utilisée pour scanner le prix de chaque produit. Un laser lit le CD dans son lecteur CD. Les géomètres ont utilisé un laser pour mesurer les limites précises de la propriété sur la ferme de Townes dans le New Hampshire. Lorsqu'il passe un appel téléphonique longue distance, ses paroles sont transmises par lumière laser le long d'un câble à fibre optique.

Il est difficile de surestimer l'utilité d'un outil qui fait briller la lumière. Les faisceaux laser tirés de la Terre ont rebondi sur les miroirs laissés sur la lune par les astronautes d'Apollo, permettant aux scientifiques de mesurer la distance de la lune - sur plus de 225 000 miles (362 100 kilomètres) - à moins d'un demi-pouce (1,3 cm). La chirurgie au laser corrige une vision défectueuse dans une procédure de plus en plus courante.

«Quand un ami vient me voir et me dit que la chirurgie au laser a sauvé sa vue, c'est une chose très émouvante», dit Townes.

«La lumière est une sonde universelle», déclare Michael Hart, physicien. Il me faisait visiter la source de lumière du synchrotron national, à Upton, New York. Construit au début des années 1980, c'est un appareil tentaculaire d'une complexité comique et est, dit Hart, la "source de lumière la plus utilisée" au monde.

Le synchrotron utilise des aimants pour guider les électrons autour d'un anneau de la taille d'un terrain de basket. Chaque fois qu'un électron tourne un coin, pour ainsi dire, il émet un photon. Les photons s'envolent de l'anneau dans ce qu'on appelle des lignes de lumière. Il y a 92 lignes de lumière en fonctionnement sur deux anneaux de synchrotron, et chacun a été personnalisé avec une gamme éblouissante de gadgets de savant fou - cadrans, jauges, vannes, pompes, chambres à vide, capteurs optiques, fils, tuyaux et beaucoup de gifles- sur une feuille d'aluminium. Les différentes lignes de lumière sont utilisées par des chercheurs d'universités, de laboratoires gouvernementaux et d'endroits comme IBM, Bell Labs et Exxon.

Que font-ils de la lumière? La plupart du temps, ils regardent les choses, comme on s'y attend. Ils examinent les impuretés dans les matériaux. Ils examinent la porosité des roches extraites de la Terre par les foreurs de pétrole, huit des lignes de lumière sont utilisées pour étudier la structure tridimensionnelle des protéines dans le but de déchiffrer certains des secrets du corps humain.

Pendant un certain temps, l'une des lignes de lumière a été utilisée pour une procédure de diagnostic médical appelée angiographie coronarienne. Il y avait un problème à faire les examens: qui voudrait s'asseoir devant un canon à rayons géant qui semble pouvoir brûler un trou à travers la Terre? Les chercheurs ont construit une salle d'examen avec un mur blanc, avec seulement le minuscule engourdissement de l'appareil de la ligne de lumière.

Les photons ici vont des radiations infrarouges aux rayons X - bien au-delà de la portée de la lumière visible. Hart s'étonne que, pendant tant d'histoire humaine, nous ayons perçu le monde naturel uniquement avec la lumière visible, cette tranche du spectre électromagnétique allant du rouge au violet. L'utilisation de la lumière au-delà du domaine visible a permis aux scientifiques de créer un nouveau tableau d'images de la réalité qui nous entoure. "Nous pouvons voir une seule couche d'atomes sur une surface", a déclaré Hart.

Comme tout le monde à qui j'ai parlé et qui traite de la lumière, Hart semblait presque impressionné par le pouvoir de la lumière. La technologie évolue constamment, permettant aux ingénieurs de créer des poutres toujours plus lumineuses. La règle générale, a déclaré Hart, est que la luminosité a été multipliée par cent tous les cinq ans.

L'industrie des télécommunications aime la lumière. Lorsque vous visitez les Bell Labs de Lucent Technologies à Holmdel, New Jersey, vous êtes accueilli par une pancarte indiquant «Bienvenue à Photon Valley». Il est apparu quelque chose qui ressemble presque à un culte de la lumière de haute technologie dans cette industrie, construit autour de la conviction que les êtres humains exploiteront de plus en plus la quantité presque infinie de bande passante trouvée dans un faisceau lumineux.

Kathy Szelag, vice-présidente du groupe de réseautage optique de Lucent, m'a dit: «Des gens comme mes parents pensent que nous sommes dans la partie Star Wars des réseaux optiques. Nous sommes vraiment dans la partie pétrole brut des réseaux optiques. Nous sommes juste au début." Son collègue Bob Windeler, chercheur sur la fibre optique, a ajouté: "La quantité d'informations que vous pouvez mettre sur une fibre plus que double chaque année." En théorie, une seule fibre pourrait un jour transmettre simultanément tous les appels téléphoniques sur Terre.

L'optimisme a été tempéré ces derniers temps par des difficultés commerciales parmi les entreprises de télécommunications, mais la technologie reste impressionnante. Prenons, par exemple, le multiplexage par division de longueur d'onde. Les lasers sont utilisés pour projeter différentes longueurs d'onde de lumière infrarouge sur une seule fibre. Chaque longueur d'onde est son propre canal de données - son propre canal. À l'heure actuelle, une fibre peut transporter des dizaines de ces canaux, mais cela pourrait devenir des milliers, voire des millions. «C'est aussi proche du miracle qu'il y en a», déclare Dave Bishop, vice-président de la recherche optique chez Lucent, ressemblant beaucoup à toutes les autres personnes folles de lumière à qui j'ai parlé.

George Gilder, un théoricien politique conservateur qui s'est transformé en un gourou influent de la technologie, a déclaré ces dernières années que la lumière serait le support d'une révolution des communications. «Vous pouvez imaginer un point où chacun dans le monde pourrait avoir sa propre longueur d'onde», dit Gilder. "Vous auriez une longueur d'onde qui vous connectait à la personne à qui vous voulez vous adresser à Vienne, à Tokyo ou en Terre de Feu, et cette longueur d'onde pourrait facilement accueillir des images en trois dimensions. Vous pourriez avoir des conversations dans lesquelles vous oublieriez en quelques secondes que la personne n'est pas présent. Vous voyez un visage, les images sature vos propres capacités optiques. "

Il ajoute: "Je crois que la lumière a été faite par Dieu pour les communications." Quelles informations cosmiques anti-orthodoxie la lumière des étoiles fournira-t-elle à nos télescopes? La boule disco rotative fera-t-elle un jour un retour sur la piste de danse? Surtout, vous devez vous demander: comprendrons-nous jamais pleinement la lumière?

Nous avons passé des milliers d'années à chasser les rayons du soleil, et même si nous ne les attrapons jamais tout à fait, nous découvrons encore de nombreuses merveilles dans la poursuite. La physique moderne, avec ses paradoxes et ses incertitudes, est issue de l'étude de l'interaction de la matière et de la lumière. La cosmologie moderne, y compris l'étonnante révélation que l'univers est en expansion, est venue de l'examen minutieux d'une faible lumière galactique. L'ingénierie informatique moderne pourrait éventuellement se tourner vers la lumière et fabriquer des dispositifs qui, au lieu de puces en silicium, ont des faisceaux lumineux au cœur.

Il y a eu récemment des manchettes sur les scientifiques qui ont trouvé des moyens de faire passer la lumière plus vite que la vitesse de la lumière. C'est ce à quoi les écrivains de science-fiction et certaines personnes trop imaginatives rêvent depuis des décennies. Si vous pouviez fabriquer un vaisseau spatial qui n'était pas lié par la limite de vitesse d'Einstein, vous pourriez parcourir l'univers beaucoup plus facilement.

Lijun Wang, chercheur au NEC Research Institute à Princeton, New Jersey, a réussi à créer une impulsion de lumière plus rapide que la limite de vitesse supposée. "Nous avons créé un milieu artificiel de gaz de césium dans lequel la vitesse d'une impulsion de lumière dépasse la vitesse de la lumière dans le vide", a-t-il déclaré. "Mais ce n'est pas en contradiction avec Einstein." Même si la lumière peut être manipulée pour aller plus vite que la lumière, la matière ne le peut pas. L'information ne peut pas. Il n'y a aucune possibilité de voyage dans le temps.

J'ai demandé à Wang pourquoi la lumière passait à 186 282 miles par seconde (299 792 kilomètres par seconde) et non à une autre vitesse.

«C'est comme ça que la nature est», dit-il.

Il y a des scientifiques qui n'aiment pas les questions «pourquoi» comme celle-ci. La vitesse de la lumière est ce qu'elle est - c'est leur croyance. La question de savoir si la lumière se déplacerait à une vitesse différente dans un univers différent est quelque chose qui n'est actuellement pas du ressort de la science expérimentale. C'est même un peu excentrique pour les théoriciens.

Ce qui est certain, c'est que la lumière restera extrêmement utile - pour l'industrie, la science, l'art et nos allées et venues quotidiennes et mondaines. La lumière imprègne notre réalité à toutes les échelles de l'existence. C'est un outil incroyable, un porteur de beauté, un donneur de vie.

Je ne peux m'empêcher de dire qu'il a un très bel avenir.