Photo n°1 – Des lasers au cœur des étoiles

Pour la première photographie de cette série « Des lasers au cœur des étoiles », je me suis rendu à l’Institut d’Optique de l’Université Paris-Saclay pour rencontrer Catherine Le Blanc. Ayant longtemps travaillé sur ces lasers hors normes, notamment au sein du Laboratoire pour l’utilisation des lasers intenses à l’École Polytechnique, elle a, durant des années, façonné la lumière afin de concentrer d’immenses quantités d’énergie lumineuse sur des durées extrêmement courtes. Dans ces vastes installations réparties sur plusieurs bâtiments, elle a contribué, avec d’autres chercheurs, à la création de ces impulsions intrigantes qui servent aujourd’hui la recherche dans des domaines tels que l’étude du fonctionnement des étoiles.

De nos jours, des chercheurs du monde entier se déplacent pour avoir la chance d’utiliser ces impulsions ultra-énergétiques. Leur durée est si brève que, placées bout à bout, on en compterait autant en une seconde qu’il y a de secondes en 30 ans. Une telle quantité d’énergie délivrée en un laps de temps aussi court produit une onde de choc capable de perturber profondément la matière. Elle permet ainsi de recréer, sur de très brèves périodes, des conditions de température et de pression comparables à celles qui règnent au cœur des étoiles.

Un long travail en physique des lasers a cependant été nécessaire avant d’atteindre de tels résultats. Catherine m’expliqua notamment qu’il avait fallu utiliser des verres dopés aux ions terres rares, comme le néodyme. Encore aujourd’hui, seuls ces ions permettent de produire des impulsions d’une telle intensité.

Elle sortit alors quelques-uns de ces verres de son placard et me les confia pour que je puisse les photographier. L’un d’eux attira particulièrement mon attention. Sur l’une de ses faces, un numéro de lot était gravé. La surface dépolie, parsemée de grains chaotiques, contrastait avec la rigueur des chiffres droits. Je trouvai ce contraste fascinant. Je l’ai donc éclairé dans l’obscurité afin de faire ressortir sa délicate couleur rose. J’ai pris un grand nombre de clichés, avant de devoir en sélectionner un seul.

Ces morceaux de verre, me précisa Catherine Le Blanc, servent à amplifier l’énergie contenue dans ces brèves impulsions. La lumière d’une lampe est absorbée par le néodyme, qui fait passer l’ion de son état fondamental à un état excité. Pendant un temps variable, l’énergie reste stockée dans cet état. Lorsqu’une impulsion lumineuse traverse le verre et qu’un photon rencontre un ion excité, celui-ci retourne à son état initial en émettant à son tour un photon identique. Ce mécanisme permet à l’énergie stockée dans le verre de se transférer entièrement à l’impulsion de lumière.

Une réalisation Art in physics, sur la base des travaux de Catherine Le Blanc, textes librement inspirés des prises de vues et des photographies d’Hippolyte Dupont.

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