LA LUMIèRE AT THE FOREFRONT OF PHYSICS

LIGHT

Colloque organisé par le Comité National de Physique Pure Et Appliquée des Académies Royales des Sciences et des Arts.

19 Septembre 2009

09.30 - 18.00

Palais des Academies, Rue ducale 1, 1000 Bruxelles

1. Le programme

« La quête sur la nature de la lumière et son impact sur la Physique »

Orateur: Prof. Jacques Baudon (Univ. Paris 13)

« Licht uit het Universum »

Orateur: Prof. Christoffel Waelkens (KULeuven)

« Quantum aspects of light »

Orateur: Prof. SeJean-Michel Raimond (Univ. Paris 6)

« Materials that shape light »

Orateur: Prof. Hugo Thienpont (VUBrussel).

2. Résumé relatif au thème

Le Comité National de Physique (CNP-NCN) organise tous les deux ans un colloque sur une matière dans la physique qui est susceptible d'attirer une large assistance. Les colloques précédents étaient :

2005 : « Énergie au 21ème siècle : d'Einstein à la fusion contrôlée »

2007 : « Physique dans la médecine : du diagnostic à la thérapie ».

Le titre du colloque 2009 sera :

Light

« La Lumière : At the forefront of Physics. »

Licht

Le colloque vise à démontrer que, plus que jamais, la lumière offre des perspectives qui font rêver le physicien autant que l’ingénieur : la lumière est un sujet d’étude fécond pour le physicien, au cœur des progrès de la physique; la panoplie des applications de l’optique, sans lesquelles nous n’aurions pas basculé dans la société de l’information et de la communication, s’enrichit chaque jour. Pendant ce colloque, des scientifiques de marque fourniront les éléments permettant la conclusion que la lumière est toujours au premier plan de la Physique aujourd’hui.

Au XVIIe siècle s’est engagé le grand débat qui occupa les physiciens pendant près de trois siècles : la lumière est-elle une onde ou un flux de corpuscules? Cette quête sur la nature de la lumière illustre de façon exemplaire la méthode scientifique où l’ensemble d’expériences et raisonnements mène, parfois par des bouleversements, à un consensus (provisoire ?) sur nos connaissances scientifiques. Là où Einstein fût le premier pour accomplir le saut intellectuel que la lumière est à la fois une onde et une corpuscule, le premier caractère trouvait son apogée dans la théorie de Maxwell et le second faisait naître la mécanique quantique. Le professeur Baudon survolera cette évolution et préparera le terrain pour les exposés ultérieurs.

Le professeur Waelkens traitera de la lumière en astronomie. Celle-ci est bien sûr l’une des applications les plus anciennes de l’optique, et qui continue à stimuler les progrès de l’optique instrumentale. Elle utilise évidemment la lumière surtout comme diagnostic. L’analyse du spectre électromagnétique venant de l’univers permet de reconstruire la genèse de l’univers, de visualiser les propriétés de l'espace, de comprendre des illusions d'optique cosmique et nous révèle le cosmos dans toute son ampleur fascinant.

Maintes surprises de la lumière se situent dans son contexte quantique. C’est le cas par exemple de l’intrication qui permet à des paires de particules, même très éloignées l’une de l’autre, de posséder des propriétés fortement corrélées et qui est à la base des recherches actuelles sur l’informatique quantique. Des autres exemples d’état inconnu dans la lumière naturelle sont l’« état à un seul photon » ou la lumière ralentie par des atomes froids. Le professeur Haroche nous fera part de la riche tradition de l’école française en optique quantique.

Beaucoup d’applications modernes de l’optique découlent de la façon dont la lumière est formée ou transformée dans son interaction avec la matière. L’exemple par excellence est le laser, dont les applications ne cessent de se multiplier : lecteurs de codes barres aux graveurs de CD ou aux imprimantes, télécommunications par fibre optique, sans oublier les lasers ultra-intenses amènes à provoquer des réactions de fusion ou servant dans des accélérateurs de particules d’un nouveau type. Parmi les autres phénomènes et réalisations signalons les LED, les cristaux photoniques, les matières à indice de réfraction négatif, les microlentilles, etc. Le professeur Thienpont donnera un premier goût de ce domaine extrêmement vaste.