Les coulisses du prix Nobel de physique 2005

« C’est un moment extraordinaire ! Je ne peux pas prendre ma retraite ! »

• L’histoire liée aux lauréats du prix Nobel de physique 2005

• Dans les années 1970, le professeur Hänsch de l’institut Max-Planck a proposé l’optical frequency comb, dans lequel des lumières de différentes fréquences se placent à intervalles réguliers dans le domaine fréquentiel.

• L’optical frequency comb peut servir de règle pour mesurer d’autres lumières via le beating (le phénomène de battement qui se produit lorsque deux lumières de fréquences légèrement différentes se rencontrent).

• Mais à l’époque, il n’existait pas de technologie permettant de créer un tel optical frequency comb.

• Vingt ans plus tard, au milieu des années 1990, le laser à verrouillage de modes (mode-lock) — un laser capable de produire simultanément des lumières de plusieurs fréquences — a été développé.

• Le groupe de Hänsch a fabriqué un prototype d’optical frequency comb, mais n’a pas obtenu le résultat souhaité.

• À la même époque, John Hall, alors fellow au JILA (un institut de recherche commun au National Institute of Standards and Technology et à l’université du Colorado), menait des travaux similaires, mais il était limité parce qu’il utilisait un laser qui n’était pas à verrouillage de modes.

• En 1997, alors que Hall achevait sa carrière de 40 ans au JILA et envisageait de prendre sa retraite, Steven Cundiff a rejoint l’institut. Spécialiste des lasers à verrouillage de modes, il a apporté avec lui un laser à verrouillage de modes qu’il avait construit aux Bell Labs.

• En 1998, Hall a visité le laboratoire de Hänsch et a compris que Cundiff et lui disposaient du laser qui permettrait d’achever le prototype du frequency comb.

• Mais au-delà du laser, il restait encore un problème. Pour utiliser le frequency comb, il fallait pouvoir régler son point zéro sur une fréquence connue, mais ils ne parvenaient pas à créer les conditions permettant ce réglage.

• La dernière pièce du puzzle a été trouvée lors d’une conférence en mai 1999, grâce à une présentation de Jinendra Ranka, alors aux Bell Labs et chez Lucent Technologies. Il y présentait une fibre optique spécialement conçue, qui répondait aux conditions nécessaires pour produire un frequency comb.

• Hall et ses collègues ont demandé s’il était possible d’obtenir quelques-unes de ces fibres optiques spéciales, mais les avocats de l’entreprise ont d’abord refusé, au nom de la protection de la propriété intellectuelle. Grâce au réseau de Cundiff aux Bell Labs, les chercheurs du JILA ont finalement pu obtenir la fibre optique en octobre 1999.

• L’équipe de recherche a réuni tous les éléments — le laser à verrouillage de modes et la fibre optique spéciale — pour fabriquer un frequency comb, puis a mesuré la fréquence d’un laser se trouvant dans le laboratoire de Hall, avant de publier les résultats au début des années 2000. (On a appris plus tard que Hänsch faisait produire depuis plusieurs années, par une entreprise allemande, la fibre optique spéciale dont il avait besoin.)

« C’est extrêmement réjouissant d’avoir une idée en tête et de découvrir que la nature ne la rejette pas. » - Jan Hall

[holynls]

Une démonstration qui a duré 35 ans, dis donc.

[budlebee]

Cela m’a rappelé un article sur la transmission de 1,84 Pbit de données à l’aide d’un optical frequency comb, alors je le partage ici.