Quand nous pensons aux lasers, Hollywood a brossé un tableau de faisceaux brillants et rapides traversant le vide. La réalité est cependant bien moins dramatique.
Contrairement aux sources de lumière ordinaires, les lasers émettent une longueur d’onde étroite et unique de lumière visible, de sorte que chaque photon du faisceau partage presque la même couleur. Cette cohérence fait apparaître un faisceau laser comme un flux concentré et cohérent capable de couper ou de brûler des matériaux. Le terme laser est lui-même un acronyme pour « amplification de la lumière par émission stimulée de rayonnement », décrivant le processus par lequel des atomes excités forcent les électrons à émettre des photons en phase.
Les photons d’un laser étant très uniformes, nous ne voyons généralement le faisceau que lorsqu’il interagit avec la matière. Sur Terre, la poussière, le brouillard ou les particules de nuages dispersent les photons, transformant le flux invisible en une traînée visible. Un pointeur laser portatif, par exemple, ne produit qu'un petit point rouge car sa puissance est trop faible pour générer un panache visible dans des conditions atmosphériques normales.
En 2022, une série d’éclairs laser verts ont été capturés en vidéo au-dessus de l’Atlantique. La source s’est avérée être un satellite de la NASA conçu pour cartographier les calottes glaciaires et la topographie des terres. Les faisceaux n’étaient visibles que lorsque les nuages dispersaient la lumière, faisant apparaître les lasers comme des stries vertes éphémères dans le ciel. Cet incident illustre que les faisceaux laser nécessitent que les particules atmosphériques deviennent visibles; sinon, la lumière reste invisible à l'œil nu.
Au-delà de l’atmosphère terrestre, à environ 600 kilomètres au-dessus de la surface, l’espace est un vide presque parfait. Le milieu interplanétaire contient environ un atome par mètre cube, une densité insuffisante pour diffuser ou réfracter les photons laser dans un faisceau visible. Par conséquent, les phaseurs emblématiques de Star Trek ou le duel laser massif dans Moonraker apparaîtrait invisible s'il était placé dans le vide ouvert de l'espace.
Il existe cependant des environnements particuliers dans lesquels un laser peut devenir perceptible. Dans les régions denses en poussière ou en plasma, les photons diffusés pourraient créer une faible lueur, mais de telles conditions sont rares dans l'immensité de l'espace.
En 2021, des chercheurs de l’Université de Bonn ont démontré une méthode permettant de rendre les faisceaux laser visibles même dans le vide. Publié dans Examen physique appliqué , la technique utilise des diffuseurs techniques pour produire un signal détectable, une percée qui pourrait améliorer l'alignement laser pour l'informatique quantique. Bien que cela ne se traduise pas par la « danse laser » cinématographique vue dans les films, cela marque une avancée significative dans notre compréhension de la propagation de la lumière dans des environnements à faible densité.
En bref, la représentation hollywoodienne des faisceaux laser dans l’espace est une exagération visuelle. La physique de l'émission laser, combinée au quasi-vide de l'espace interstellaire, signifie que les faisceaux emblématiques que nous voyons à l'écran seraient invisibles pour les observateurs au-delà de l'atmosphère terrestre.