4. La nouvelle physique atomique
Depuis le début du xxe siècle, la physique quantique n'a cessé de surprendre, d'intriguer et d'émerveiller. Elle permet, entre autres, de réconcilier les descriptions ondulatoires et corpusculaires, irréductiblement contradictoires en physique classique. Depuis le début du xxie siècle, les physiciens savent désormais manipuler les atomes pour utiliser cette dualité. Ils parviennent à capturer et immobiliser les particules dans des pièges. Les atomes peuvent y être animés par des vitesses aussi faibles que quelques millimètres par seconde, soit une température de l'ordre du millionième de degré au-dessus du zéro absolu (environ — 273 0C). Ces techniques permettent de réaliser des expériences d'optique et d'interférométrie où les atomes remplacent la lumière, ouvrant ainsi la voie à la réalisation de nouveaux instruments comme des horloges ultraprécises, ou des gyroscopes de très grande sensibilité, utiles en navigation par exemple. Enfin, à de telles températures, la nature quantique des particules se révèle aussi à nos yeux dans le phénomène de condensation de Bose-Einstein, où les atomes perdent leur « individualité » pour former ensemble un « superatome » dont le comportement est régi par les règles de la mécanique quantique. Il s'agit là d'étudier un nouveau comportement de la matière jusqu'alors inconnu.
• Les atomes refroidis
L'action mécanique de la lumière sur les objets matériels avait été pressentie dès le début du xviie siècle par Kepler. Il expliquait ainsi que, si la queue des comètes est toujours orientée à l'opposé du Soleil, c'est en raison de la pression exercée par la lumière solaire sur les particules qui composent cette queue. Depuis lors, on a appris à maîtriser cette force radiative qui peut alors conduire à un refroidissement (affinement de la distribution de vitesse autour d'une vitesse moyenne) ou à un piégeage (confinement dans l'espace).
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