L’essentiel en 29 mn - Filmer la matière quantique avec des impulsions lasers ultra-brèves : la physique attoseconde

Depuis quelques dizaines d’années, les progrès en optique ultrarapide ont permis la génération d’impulsions laser extrêmement courtes dites « femtosecondes » (1 femtoseconde=10^-15 secondes) qui peuvent être utilisées pour « filmer » et contrôler les mouvements des atomes dans une molécule à l’échelle des vibrations atomiques. Ces impulsions de lumière sont désormais disponibles dans de nombreux laboratoires et sont utilisées en chimie, biologie, physique des matériaux ou encore en physique atomique.

Ce type d’impulsion de lumière permet également de confiner temporellement des intensités lumineuses supérieures au pétawatt (10^15 Watts), ce qui donne accès à un régime d’interaction hautement non-linéaire dans lequel les forces lumineuses deviennent supérieures aux forces d’interaction entre les constituants microscopiques de la matière. Au début des années 2000, ce régime d’interaction a servi à la génération d’impulsions laser encore plus courtes, attoseconde (1 attoseconde = 10^-18 s). Cette échelle de temps est remarquable car elle correspond à l’échelle de temps typique du mouvement des électrons dans la matière. Contrôler ces électrons c’est alors contrôler les processus chimiques et les propriétés des matériaux grâce aux lois de la physique quantique. Depuis quelques années ce nouveau domaine de recherche qu’est la « physique attoseconde » motive un nombre grandissant de travaux mais ces expériences qui nécessitent des manipulations à l’échelle du milliardième de milliardième de seconde et l’utilisation de puissances comparables à plusieurs milliers de centrales nucléaires reste un des enjeux majeurs de la photo-physique actuelle, aussi bien au niveau théorique qu’expérimental. Cette conférence présentera ce domaine de recherche ainsi que les progrès récents.