Invisibilité La petite histoire Comprendre simplement Domaines de présence Son interprétation dans l'avenir Les références Mais encore …

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La petite histoire  Up Page Pas vers l'invisibilité Depuis le XVIIe siècle, les règles de propagation des rayons lumineux dans les milieux transparents sont claires: Descartes et Snell ont montré qu'elle dépendaient de l'indice de réfraction, soit le rapport entre les vitesses de la lumière dans le vide et dans le milieu transparent. Cet indice était forcément supérieur à 1, puisque rien ne va plus vite que la lumière dans le vide. Mais, il y a quelques années, les physiciens ont réussi à fabriquer d'autres types de matériaux, d'indice inférieur à 1, voire négatif, au comportement fascinant ...   John Pendry (Imperial College, Londres) et David Smith (université Duke, Caroline du Nord), ont rendu invisibles des objets, quelques mois seulement après avoir publié la recette théorique pour y parvenir (Science & Avenir, n°713, juillet 2006, page 18). Ils ont enfermé un cylindre de cuivre au milieu d'une enceinte constituée d'une dizaine de couches également tapissées de petites boucles métalliques. L'ensemble mesure 12 cm de diamètre. La taille des boucles est choisie de façon à "reconstruire" des ondes sortantes ayant les mêmes propriétés qu'à leur entrée. Conclusion, des micro-ondes envoyées sur ce dispositif se comportent comme si elles n'avaient pas croisé d'obstacles ! L'objet, protégé par les cylindres, est devenu invisible. Pour l'instant, le système ne fonctionne que pour des ondes planes et de grandes longueurs d'onde. Diminuer les longueurs d'onde, par exemple dans le domaine visible, imposera de réduire aussi la taille des boucles, ce qui est loin d'être aisé.

Comprendre simplement  Up Page Le rêve d'invisibilité devient réalité L'annonce, publiée dans le prestigieuse revue Science par une équipe de physiciens anglo-américains dirigée par David Smith, de l'université Duke, aux Etats-Unis, et John Pendry, de l'Imperial College de Londres, est carrément fracassante: "Nous présentons ici la première réalisation pratique d'une cape d'invisibilité." Une fois que l'on a glissé un petit cylindre de cuivre de quelques centimètres dans la cape que David Smith a soigneusement tissée, ce cylindre devient en partie invisible. Plus précisément, la cape et l'objet combinés commencent à ressembler à un espace vide, expliquent les chercheurs dans leur article. De même qu'un filet d'eau contourne un galet, les ondes électromagnétiques, c'est-à-dire la lumière, évitent le cylindre qui échappe ainsi au regard.

Domaines de présence  Up Page Les métamatériaux Le secret de ce fascinant tour de passe-passe, ce sont de tout nouveaux matériaux que l'on ne trouve pas dans la nature et qui sont dotés de propriétés décoiffantes: les métamatériaux. Autrement dit, des matériaux artificiels très spéciaux dont les composants, au niveau microscopique, ont le pouvoir de dévier les rayons lumineux, de telle sorte que ces derniers les contournent sans les traverser ni s'y réfléchir (on dit que ces objets possèdent un "indice de réfraction négatif"). La cape d'invisibilité fabriquée par David Smith est ainsi faite d'un empilement régulier d'anneaux et de fils de cuivre alternés de quelques millimètres sur un support isolant. Aujourd'hui, plusieurs dizaines de laboratoires dans le monde explorent ce domaine, des conférences sont consacrées aux métamatériaux tous les deux mois, des centaines d'articles paraissent.

Son interprétation dans l'avenir  Up Page Difficile à fabriquer Le problème, c'est que les chers petits sont extrêmement difficiles à fabriquer. Pour contrôler leurs caractéristiques optiques, les motifs doivent être périodiques et leurs dimensions de l'ordre du dixième de la longueur d'onde utilisée. Par exemple, si l'on souhaite qu'un métamatériau soit efficace dans le domaine visible, les dimensions des fils et des anneaux disposés régulièrement doivent être inférieur à 40 nm (40x10-9 mètre), et cela dans les trois dimensions. Par ailleurs, les applications de l'invisibilité sont encore un peu floues. "On peut penser à l'invisibilité des avions vis-à-vis des radars, mais des techniques de furtivité bien plus simples exitent déjà", dit André de Lustrac, qui dirige une équipe de recherche sur les métamatériaux à Orsay, dans l'Essonne. De plus, il ne faut pas rêver: la cape mise au point en laboratoire par David Smith et ses collègues ne fonctionne que dans deux dimensions (c'est-à-dire en regardant l'objet à travers une fente) et qu'avec des micro-ondes (la lumière a des longueur d'onde beaucoup plus petites, plus difficile à manipuler). Enfin, une personne cachée sous cette cape serait invisible mais aussi aveugle, puisque les ondes électromagnétiques la contourneraient sans l'atteindre !

Les références  Up Page Réseau Pepe Science & Avenir décembre 2006 n°718 Science & Vie février 2007 n°1080 bis   Pourquoi ce site Je crois que, si les êtres humains que nous sommes ne parviennent pas toujours à évoluer comme ils le souhaiteraient _à s'épanouir professionnellement, sentimentalement et sexuellement (ce que j'appelle les trois pôles d'intérêts) c'est parce qu'il y a des barrages qui entravent leur désir d'accéder à un rêve inachevé. Je pars du principe que tout est possible, à condition de s'entourer de gens qui nous poussent à croire en nous.   Contribuer au Réseau Pepe Ce site est avant tout une encyclopédie ouverte à l'imagination et au savoir, où chacun(e) d'entre vous peut participer. Si vous avez envie de partager une passion, ou si vous sentez le besoin de vous exprimer sur un point précis, je vous invite à m'adresser un e-mail (adresse électronique accessible sur ma page d'accueil).

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