PRIX NOBEL DE PHYSIQUE 2012

Le prix Nobel de physique récompense en 2012 le physicien français Serge Haroche (né en 1944) et son collègue américain David J. Wineland (né en 1944) pour « l'invention de méthodes expérimentales révolutionnaires, qui permettent de mesurer et de manipuler des systèmes quantiques individuels ». Le domaine de l'optique quantique qu'explorent les équipes des deux chercheurs est à la pointe de l'étude des interactions entre la lumière et la matière, lorsque celles-ci n'obéissent plus aux lois de la physique classique.

Parmi les nombreux travaux réalisés au laboratoire Kastler-Brossel de l'École normale supérieure de Paris et décrits de façon passionnante par Serge Haroche dans Jongler avec la lumière (CD audio, éd. De vive voix, Paris, 2010), on peut citer la mise au point de techniques expérimentales extraordinairement sophistiquées permettant d'étudier les caractéristiques de l' électrodynamique quantique dans une cavité. Il s'agit de « piéger » de la lumière dans une « boîte à photons », puis de mesurer ses caractéristiques sans que l'habituel processus de « démolition quantique » empêche d'observer l'apparition, la propagation et la disparition d'un photon.

L'approche de l'équipe de David J. Wineland au National Institute of Standards and Technology et à l'université du Colorado à Boulder est complémentaire de celle de Serge Haroche, dans le sens qu'elle privilégie l'étude du rayonnement électromagnétique lorsqu'il interagit sur des ions piégés dans une enceinte de confinement. Là aussi, des processus de nature quantique, comme l'intrication de différents états, sont à l'œuvre, et leur observation nécessite des prodiges d'ingéniosité allant de la stabilisation des lasers au refroidissement extrême des ions. Même s'il est parfois fait allusion aux possibles futures applications de l'optique quantique dans le domaine de l'informatique ou des horloges atomiques, ces recherches ont surtout pour but de comprendre en profondeur la signification des propriétés quantiques, dont l'interprétation reste un défi à l'intelligence.

— Bernard PIRE