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Photo du rédacteurJC Duval

👁 pompage et sondage optique

"Je pompe donc je suis"

Les Shadocks de Jacques Rouxel

 

La technique du 'pompage optique' date des années 50. Cette technique a été mise au point par Alfred Kastler, ce qui lui a valu un prix Nobel.

Le pompage optique permet d'aller modifier l'état quantique des atomes en venant les éclairer avec de la lumière polarisée. L'énergie véhiculée par la lumière est transférée à l'atome qui entre alors dans un état dit 'excité'.

Depuis, la technique a bien sûr évolué et on peut maintenant aller scruter les tréfonds de la matière en utilisant les toutes dernières générations de lasers à impulsions ultra-courtes. On commence d'abord par envoyer une impulsion très fine et très forte sur un matériau, c'est la 'pompe', pour ensuite la faire suivre d'une seconde impulsion qui permet de mesurer l'agitation des atomes et des électrons, c'est la 'sonde'.

Il est ainsi possible de 'photographier' les atomes qui entrent en vibration. Si on répète l'opération et si on allonge progressivement la durée séparant les deux impulsions, on pourra suivre le mouvement des atomes et réaliser un 'film' avec une fréquence de défilement de l'ordre de la femto-seconde. (10 -¹⁵ sec).

Aujourd'hui, il est même possible de générer des impulsions 1000 fois plus rapides. On parle d'attosecondes.


Sur ce même principe, il est possible de mesurer l'énergie des électrons et la nature des excitations électroniques au sein des molécules, tout comme il est également possible de connaitre la forme des fonctions d'onde quantiques de ces mêmes électrons au sein d'un atome.


Ce couplage de la lumière avec la matière permet de s'approcher au plus près des composants élémentaires de la nature.


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