Des chercheurs de l'Université d'Adélaïde se sont penchés sur le domaine de Star Trek et a créé un puissant faisceau tracteur - ou piège à énergie lumineuse - pour les atomes.

Plutôt que d'aspirer des vaisseaux spatiaux dans une station spatiale, ce faisceau tracteur tire des atomes dans un trou microscopique au centre d'une fibre optique spéciale. Il ouvre la voie à de nouvelles expériences quantiques qui pourraient conduire à de nouvelles communications sécurisées ou à des technologies de détection avancées.

Publié dans la revue Examen physique appliqué , les chercheurs de l'Institut de photonique et de détection avancée (IPAS) de l'université affirment que c'est la première fois que des scientifiques sont en mesure de démontrer un « piège à guide d'ondes » très efficace.

Le doctorat étudiant qui a développé la technologie, Ashby Hilton, dit :"Bien que les faisceaux tracteurs soient verts ou bleus dans les films, dans ce cas le piège est fait de lumière infrarouge invisible. Le faisceau saisit des atomes qui flottent dans une chambre presque complètement vidée de gaz – un petit échantillon de l'espace extra-atmosphérique sur Terre.

"Chaque atome qui pénètre dans le faisceau tracteur est attiré dans la fibre - il n'y a pas d'échappatoire. Et une fois aspirés à l'intérieur de la fibre optique, les atomes peuvent être retenus pendant de longues périodes. Nos expériences montrent que nous pouvons contrôler très précisément la lumière pour produire exactement les bonnes conditions pour contrôler les atomes."

Le faisceau tracteur fonctionne grâce à la lumière infrarouge interagissant avec les atomes pour créer un changement d'énergie qui entraîne les atomes vers la partie la plus intense du faisceau lumineux.

Le chercheur principal, le Dr Philip Light, déclare :« Ce qui est vraiment excitant, c'est que nous avons maintenant la possibilité de faire des expériences quantiques sur ces atomes piégés. Nos premières expériences visent à utiliser ces atomes stockés comme éléments d'une mémoire quantique. Nous espérons que notre travail peut éventuellement faire partie d'un canal de communication absolument sécurisé qui présente manifestement un grand intérêt pour la défense, l'intelligence et l'industrie."

Les chercheurs passent maintenant à l'étape suivante dans laquelle le faisceau tracteur est formé d'un cône de lumière creux plutôt que d'un faisceau de lumière solide. Dans cette nouvelle configuration, les atomes seront maintenus au centre du cône de lumière où il fait parfaitement sombre.

"C'est une idée extrêmement puissante - nous pouvons déplacer et manipuler les atomes, mais sont capables de protéger les atomes de l'effet perturbateur de la lumière intense, ", explique le Dr Light. Les chercheurs ont essentiellement créé un entonnoir quantique qui leur permet de guider et de piéger les atomes plus longtemps sans perturber leur état quantique délicat.

Le directeur de l'IPAS, le professeur Andre Luiten, a déclaré :« Nos chercheurs manipulent et mesurent des atomes et des molécules individuels pour détecter le monde qui nous entoure. Cette nouvelle ère de la détection quantique ouvre diverses nouvelles possibilités allant de la détection de maladies à la recherche de molécules particulières dans la respiration, à aider les mineurs et la défense en détectant des champs magnétiques anormaux associés à des gisements minéraux ou à une activité sous-marine secrète. »

Une vidéo démontrant le piège à guide d'ondes peut être vue ici.