EN DIRECT : Le prix Nobel de physique 2018 est attribué à Arthur Ashkin, Gérard Mourou et Donna Strickland pour leurs travaux sur la physique des lasers.
La Canadienne Donna Strickland et le Français Gérard Mourou ont été récompensés pour la mise au point d'une méthode pour générer des impulsions ultracourtes et à haute intensité à l'aide d'un laser. Et pas qu'un peu. Il s'agit des impulsions laser les plus intenses et les plus courtes jamais mises au point par l'humanité, rappelle le comité des Nobels.
Gérard Mourou and Donna Strickland – this year’s #NobelPrize recipients – paved the way towards the shortest and most intense laser pulses created by humankind. The technique they developed opened up new areas of research and led to broad industrial and medical applications. pic.twitter.com/KQYcbmW0tl
— The Nobel Prize (@NobelPrize) 2 octobre 2018
Leur technique baptisée "Amplification par dérive de fréquence" ("chirped pulse amplication", ou CPA en anglais) consiste à modifier, à l'aide d'un système optique une impulsion ultracourte initiale émise par un laser "classique". Cette impulsion, de l'ordre de la nanoseconde, est étirée puis amplifiée et recompressée. Résultat : est émis à la sortie du dispositif une impulsion lumineuse ultracourte (de l'ordre de la femtoseconde (10-15 seconde) dont la puissance peut atteindre le pétawatt (1015 W) ! Cette technique permet donc d'amplifier la puissance initiale d'un laser par un facteur 1.000 à 100.000, et d'accélérer des particules jusqu'à des énergies de l'ordre du GeV (gigaélectronvolt), sur des distances extrêmement courtes.
Une telle impulsion peut faire office de nano scalpel ultra-précis, permettant de forer ou de trancher dans de nombreux matériaux. Avantage du dispositif, il permet de tailler avec un minimum de dégâts dus à l'onde de choc lors de l'impact contre le tissu biologique, ou à l'échauffement consécutif à son utilisation.
Ultra-sharp laser beams make it possible to cut or drill holes in various materials extremely precisely – even in living matter. Millions of eye operations are performed every year with the sharpest of laser beams.#NobelPrize pic.twitter.com/MiYb4i8AHw
— The Nobel Prize (@NobelPrize) 2 octobre 2018
Des lasers de ce type sont aujourd'hui couramment utilisés en chirurgie optique, dans les opérations de remodelage de la cornée, mais aussi pour traiter les glaucomes ou la cataracte. Gérard Mourou avait donné en 2015 (année de la lumière) une conférence sur la "lumière extrême" que vous pouvez retrouver ici :
Et pour les amoureux de la langue anglaise, le chercheur explique dans cette autre vidéo comment cette technologie d'amplification a été mise au point.
Donna Strickland, chercheuse à l'Université de Waterloo dont les travaux ont été clés pour la mise au point de cette technologie, devient ainsi la troisième femme après Maria Goeppert-Mayer (1963) et Marie Curie (1903) à être récompensée du Nobel de physique.
“We need to celebrate women physicists because they’re out there… I’m honoured to be one of those women," says Donna Strickland.
— The Nobel Prize (@NobelPrize) 2 octobre 2018
She becomes the third woman to receive the #NobelPrize in Physics, joining Maria Goeppert-Mayer (1963) and Marie Curie (1903). Congratulations! pic.twitter.com/m2XLJHTW0V
Une pince lumineuse
L'Américain Arthur Ashkin a été récompensé pour ses travaux sur des "pincettes optiques" et ses applications aux dispositifs biologiques. Le chercheur a en effet réussi à démontrer qu'un laser pouvait exercer une force suffisante (pression de radiation) sur une sphère pour la mettre en mouvement ou la faire se déplacer. En faisant passer le faisceau laser à travers une lentille, le chercheur a réussi à démontrer qu'il était possible de maintenir la sphère en place, et de la déplacer précisément à l'aide du laser, comme si on la tenait à l'aide d'une petite pince.
Arthur Ashkin, awarded the 2018 #NobelPrize, had a dream: imagine if beams of light could be put to work and made to move objects. He realised his dream by creating a light trap, which became known as optical tweezers. pic.twitter.com/6W6juINq5f
— The Nobel Prize (@NobelPrize) 2 octobre 2018
L'intérêt de cette pince optique, est qu'elle permet de manipuler avec une grande précision et surtout sans les abîmer, des éléments biologiques tels que des cellules vivantes, voire des objets aussi petits que des virus ou des protéines. Ces nouveaux outils offrent aux chercheurs la possibilité de manipuler le vivant à l'échelle nanométrique sans l'endommager.
La semaine des prix Nobel s'est ouverte lundi 1er octobre 2018 avec l'annonce des lauréats en "physiologie ou médecine". Ont été primés l'Américain James P. Allison et le Japonais Tasuku Honjo pour leurs travaux sur l'immunothérapie, une technique révolutionnaire dans le traitement des cancers. Les résultats sont tombés ce mardi 2 octobre 2018. La cérémonie était retransmise en direct sur le site de Sciences et Avenir, avec le direct vidéo ci-dessous.