“Prêt? Signal envoyé!” : dans la salle de contrôle d’un centre de recherche en Roumanie, Antonia Toma, directrice de tournage, active le laser le plus puissant du monde, aux promesses révolutionnaires, de la santé à l’espace.
Les chiffres sont vertigineux : le système est capable d’atteindre une pointe de 10 pétawatts (10 à la puissance 15 watts) pendant un temps ultra-court, de l’ordre de la femtoseconde (un millionième de milliardième de seconde).
Devant un mur d’écrans affichant des faisceaux lumineux, l’ingénieur de 29 ans vérifie une série d’indicateurs avant de lancer le compte à rebours.
La cadence de ces tirs effectués sur des cibles situées dans des chambres expérimentales est actuellement très élevée – 30 à 40 tirs par jour.
Un travail « stressant mais aussi très enrichissant », compte tenu des équipes de chercheurs qui viennent du monde entier pour tester cet équipement unique, raconte-t-elle à l’AFP, lors d’une visite de presse organisée cette semaine. sur ce site près de la capitale Bucarest.
– Joyau technologique –
De l’autre côté du verre, de longues rangées de boîtes rouges et noires abritent deux chaînes laser.
A l’intérieur se cache une prouesse technologique : des glaces saphir en titane qui, excitées sous l’effet d’une pompe optique, émettent le faisceau, des centaines de miroirs de toutes tailles, des réseaux de diffraction recouverts d’or. ..
Il a fallu “plusieurs dizaines de millions d’euros, 450 tonnes de matériel” et une installation soignée pour “atteindre ce niveau de performance exceptionnel”, détaille Franck Leibreich, responsable des activités laser du groupe français Thales qui exploite le système.
Equipé d’une dalle antivibratoire, le bâtiment, qui a nécessité un investissement de 320 millions d’euros financé principalement par l’UE, fait la fierté de la Roumanie. Même si la construction d’une unité de production de rayons gamma a rencontré des problèmes et ne sera achevée qu’en 2026.
– « Un pas énorme » –
En parcourant l’immense salle au sol d’un blanc immaculé, Gérard Mourou, prix Nobel de physique 2018, se dit “très ému” par cette “incroyable odyssée”, depuis les Etats-Unis où il a passé trente ans à la concrétiser en Europe. . projet né dans les années 2000 au sein de l’Infrastructure Européenne ELI (Extreme Light Infrastructure).
“On part d’une petite graine lumineuse avec très, très peu d’énergie, qui sera amplifiée des millions et des millions de fois”, explique-t-il, avec l’air d’un gamin émerveillé malgré ses 79 ans et ses cheveux blancs devant “l’immense pas franchi » et les « pouvoirs phénoménaux » obtenus.
Cette technique, appelée « Chirped Pulse Amplification » (CPA), il a développé avec la chercheuse canadienne Donna Strickland et co-lauréate du prix Nobel, alors son élève, au milieu des années 1980. Elle consiste à étirer l’impulsion laser, à l’amplifier puis à la comprimer.
Outre leur contribution à la physique du vide ou des trous noirs, les travaux des deux scientifiques ont permis d’opérer des millions de personnes souffrant de myopie ou de cataracte.
Et les dernières avancées permettront d’aller beaucoup plus loin, assure le professeur Mourou, notamment dans le domaine médical. “Nous utiliserons ces impulsions ultra-intenses pour produire des accélérateurs de particules beaucoup plus compacts et moins coûteux” afin de détruire les cellules cancéreuses, souligne-t-il.
– Armée de « soldats » –
D’autres applications possibles incluent le traitement des déchets nucléaires en réduisant leur durée de radioactivité, ou encore le « nettoyage de l’espace » encombré d’innombrables débris – « l’équivalent de quatre tours Eiffel, donc 28 000 tonnes ».
Dans ce cas, « le laser pourrait être utilisé pour ablation de ces déchets et produire une sorte d’effet fusée capable de les désorbiter ».
Le laser – dont les principes élémentaires ont été décrits en 1916 par Einstein – s’est imposé dans notre quotidien, des CD aux lecteurs de codes-barres des supermarchés, ou encore dans l’industrie où ces instruments de précision sont utilisés dans le soudage ou le découpage.
Elle a une seule couleur (rouge, vert, bleu, etc.) alors que la lumière ordinaire dans laquelle nous baignons est composée de plusieurs couleurs. Toutes les ondes lumineuses vont dans la même direction et forment un faisceau étroit.
Les photons sont identiques, « comme des soldats en ordre de marche, contrairement aux marathoniens » qui composent la lumière produite par une lampe, décrit de manière graphique Gérard Mourou.
Il en est convaincu : après le triomphe de l’électron au XXe siècle, le XXIe siècle sera celui du laser.
D’ailleurs, d’autres pays sont en lice – la France, la Chine ou les Etats-Unis – pour fabriquer des lasers encore plus puissants.
