Imaginez une lumière qui contourne les obstacles en décrivant des tourbillons. Une lumière qui, pour un peu, coulerait entre vos doigts. Une équipe italo-canadienne vient de faire encore mieux. Les chercheurs du CNR Nanotec de Lecce, en Italie, en collaboration avec l'équipe de l'Ecole polytechnique de Montréal (Canada) ont obtenu, à température ambiante, de la lumière superfluide, qui non seulement coule comme un liquide, mais sans aucune turbulence, épousant les contours du moindre obstacle. Un exploit qui nous mène encore plus loin dans les états exotiques de la matière et du rayonnement.
Lumière liquide ? Pourtant, Einstein n'a-t-il pas démontré, au début du XXe siècle, que la lumière était un flux de particules : des photons qui se déplaçaient en ligne droite ? Et n'a-t-il pas expliqué que ces photons, refusant obstinément d'interagir les uns avec les autres, se comportaient comme un gaz parfait ? Rien de commun avec l'eau, dont les propriétés liquides résultent au contraire des multiples inter actions entre les molécules. A moins que...
En ajustant les formules de physiques, de nouvelles particules de lumière sont apparues
L'idée a germé concomitamment, en 1958, chez l'Américain John Hopfield et le Soviétique Vladimir Agranovich, de faire circuler de la lumière dans des matériaux semi-conducteurs. Leurs équations étaient formelles : en ajustant les paramètres, les photons devraient se lier à des états d'excitation de la matière —appelés excitons— pour former des quasi-particules hybrides : des polaritons.
"Tout comme l'atome d'hydrogène associe un noyau et un électron, le polariton est un système composite qui associe un photon et un exciton" , résume Quentin Glorieux, qui les observe aujourd'hui, dans des micro-cavités optiques, au laboratoire Kastler Brossel de l'université Pierre et Marie Curie de Paris. Or, ces polaritons portaient en eux une belle promesse : celle d'interagir fortement les uns avec les autres.
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