Démonstration de l'invisibilité temporelle

Vous connaissez "Star Trek" et leur système d'invisibilité, le fameux "cloaking device". Jusqu'à présent c'est de la pure fiction. Mais qui sait un jour... Dans tous les cas aussi folle que soi cette idée, elle devient lentement réalité... Voici l'histoire des toutes premières étapes de cette extraordinaire invention.

Créer un trou temporel
Tout commença en 2006. Des physiciens démontrèrent que certains matériaux synthétiques pouvaient complètement courber la lumière autour d'un objet, comme l'eau s'écoule autour d'un rocher. Sans la moindre réflexion de la lumière sur l'objet, celui-ci disparaît au regard; l'appareil d'invisibilité était né !

En 2007, V.M. Shalaev, un physicien spécialisé en nanoptique et nanophotonique de l'Université de Purdue à West Lafayette, Indiana, a créé un système plasmonique cabale de dissimuler un objet avec un minimum de diffusion.

Le premier système d'invisibilité fonctionnait uniquement aux fréquences micro-ondes mais en quelques années les physiciens ont trouvé le moyen de fabriquer des dispositifs fonctionnant en lumière visible, dans le spectre sonore et celui des vagues océaniques.
En 2008, les chercheurs du Caltech ont créé une matière capable d'incurver la lumière d'une manière impossible pour une mantière naturelle. Bien qu'il ne s'agissait pas d'un dispositif d'invisibilité, cette structure rassemblant à un filet de pêche a permis de démontrer que l'on pouvait courber la lumière autour d'un objet et le cacher au regard humain.
En 2009, Yun Lai et son équipe ont fabriqué un système d'invisibilité donnant à un objet l'aspect visuel d'un autre.

En 2010, Alexander Gaeta de l'Université Cornell a été interviewé par un reporter qui lui demanda son opinion à propos d'un étrange article publié dans le magazine Journal of Optics : une équipe de scientifiques prétendait qu'il était possible de créer un système d'invisibilité temporel, c'est-à-dire un appareil qui rendrait les événements indétectables...

En bref, plutôt que de simplement dévier les rayons lumineux frapant un objet, ce dispositif temporel serait capable de dévier tous les faisceaux lumineux frappant un objet pendant qu'il évolue dans l'espace. Cet appareil créerait une brèche temporelle durant laquelle toutes les informations concernant l'objet disparaissent.

L'auteur, le physicien théoricien Martin McCall de l'Imperial College de Londres proposait de diviser le faisceau lumineux en deux parties qui se déplaceraient ensuite à une vitesse différente. Comme l'un des faisceaux précéderait l'autre, un espace complètement obscur s'ouvrirait entre les deux. En d'autres mots, tout ce qui se passerait dans cet intervalle de temps serait impossible à détecter puisqu'il n'y aurait pas de lumière à diffuser. Ensuite McCall reconstituerait les deux faisceaux afin que la lumière atteignent finalement l'observateur qui n'aurait aucun moyen de savoir qu'un trou temporel a existé.

Bien que McCall estimait que la construction d'un tel appareil prendrait plus de 10 ans, le groupe de Gaeta s'est mis au défi de construire ce dispositif beaucoup plus rapidement.

En effet, depuis 2007 le groupe Gaeta développe un appareil appelé la lentille temporelle ou time lens capable de modifier la vitesse d'un faisceau lumineux. Ce système combine deux techniques : il utilise l'impact d'un rayon laser sur un faisceau lumineux au moment où ce dernier traverse une fibre optique ce qui permet de contrôler la vitesse du faisceau.

L'expérience

Gaeta et son équipe ont assemblé un dispositif complexe fait de fibres optiques et de lasers. Pendant l'intervalle durant lequel le faisceau a été divisé, celui-ci a parcouru 1 kilomètre et le trou temporel a duré 1/15 trillionième de seconde. Pendant ce temps l'équipe a introduit un marqueur matérialisé par une impulsion laser envoyée à travers la fibre optique.

D'habitude le laser doit légèrement modifier la couleur du faisceau de lumière original. Mais le dispositif d'invisibilité a parfaitement fonctionné : du fait que le laser est passé à travers un espace obscur, la couleur du faisceau n'a pas été altérée, comme si ses propriétés avant et après reconstitution n'avait jamais été modifiées. Un observateur indépendant n'aurait eu aucun moyen de savoir qu'un laser a été tiré.

Dans une seconde expérience, la lentille temporelle a ouvert un trou temporel de 1/40 trillionième de seconde. Le magazine Nature a approuvé la publication dans son édition de Janvier 2012.

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Prochaines étapes

La prochaine étape du groupe de Gaeta est d'augmenter le trou temporel jusqu'à 1 milliardième de seconde ce qui requiert 20 fois plus de puissance ! Un tel trou temporel pourrait avoir immédiatement des implications dans l'industrie de pointe, notamment dans les télécommunications streaming (diffusion en mode continu, par opposition au téléchargement) par fibre optique.

Ainsi, l'amateur de streaming vidéo pourrait potentiellement utiliser ce dispositif pour créer une brèche dans le flux de streaming et télécharger un fichier sans interrompre la vidéo.

Une invisibilité temporelle pourrait aussi permettre à des agents du cybercrime de surveiller les télécommunications ennemies sans être détecter. Les agents pourraient ralentir le flux des données, enregistrer les informations et réaccélérer le flux sans que ni l'émetteur et le récepteur ne sachent qu'il a été intercepté.

Mais il pourrait y avoir des conséquences bien pires : des terroristes ou même l'Armée pourrait dissimuler non seulement des objets ou leurs actions mais également prétendre qu'ils n'ont rien fait du tout...

Mais pour Gaeta ces types de projets sont loin d'être opérationnels. "C'est juste le premier pas. Il faut encore 100000 étapes avant qu'on puisse créer un dispositif spatio-temporel capable de dissimuler des personnes," dit-il. "Et à nouveau, comme ce fut le cas pour le transistor inventé il y a 50 ans, je ne pense pas que quelqu'un pensait alors à quelque chose comme l'iPhone. Nous ne savons pas où cela peut nous conduire."