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Jusqu’à présent, les lasers fonctionnent généralement grâce à l’amplification de la lumière. Mais en combinant les idées et les théories formulées par Albert Einstein, un autre type de laser qui n’existe que dans la science-fiction pourrait enfin devenir une réalité : il s’agit du laser gravitationnel.

Comment fonctionnent généralement les lasers ?

Acronyme de « Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation » (ou « amplification de la lumière par l’émission stimulée du rayonnement » en français), le laser est un appareil qui produit un faisceau concentré de lumière cohérente grâce au processus d’émission stimulée. Ce processus implique la libération contrôlée de photons dans un milieu à gain – généralement un solide, un liquide, un gaz ou un semi-conducteur – qui amplifie la lumière en la faisant rebondir entre des miroirs situés aux extrémités du milieu.

Les photons émis ont tous la même longueur d’onde et se déplacent en phase les uns avec les autres, ce qui donne lieu à un faisceau de lumière hautement concentrée et intense doté de propriétés telles que la directivité, la monochromaticité et la cohérence. En raison de leur précision, de leur polyvalence et de leur efficacité, les lasers trouvent des applications dans divers domaines, notamment les télécommunications, la médecine, la fabrication, la recherche et le divertissement.

Vers l’émergence d’un nouveau type de laser

Si les lasers actuels possèdent déjà de bonnes propriétés, les scientifiques continuent de chercher des moyens pour générer des équivalents encore plus performants. L’une des alternatives envisagées étant le laser gravitationnel. Également appelé laser à gravité ou Gaser, le laser gravitationnel est une technologie hypothétique qui consiste en un dispositif pour l’émission stimulée de rayonnement gravitationnel cohérent ou de gravitons. Ces lasers hypothétiques pourraient fonctionner en émettant des ondulations dans l’espace-temps, offrant potentiellement une nouvelle façon d’étudier le cosmos.

Si elle est actuellement purement hypothétique, il se pourrait que cette technologie devienne une réalité, notamment grâce à l’un des esprits les plus brillants des temps modernes : Albert Einstein. Parmi ses nombreuses idées théoriques, Einstein a prédit l’existence de deux phénomènes dans notre Univers qui ont depuis été prouvés : les ondes gravitationnelles et l’émission stimulée de rayonnement. Une nouvelle étude a montré que ces effets peuvent parfois se combiner pour former des lasers gravitationnels rares et exotiques. D’après les résultats de l’étude prépubliés sur ArXiv, ce concept repose sur un scénario spécifique.

Il faut imaginer un trou noir en rotation rapide entouré d’un disque tourbillonnant de matières chaudes et denses, appelées axions. Le trou noir servirait ainsi d’atome gravitationnel, une structure dans laquelle les interactions gravitationnelles remplacent les interactions électromagnétiques. Dans ces conditions extrêmes, la gravité du trou noir – qui est prédite par la relativité générale – pourrait interagir avec l’énergie de la matière d’une manière qui reflète l’émission stimulée. Cette interaction pourrait déclencher une cascade d’excitation, amplifiant les ondulations dans l’espace-temps et créant un faisceau puissant et focalisé d’ondes gravitationnelles. Bien que cela ne puisse pas permettre à l’humanité de générer des lasers à gravité, cela lui permettrait une meilleure compréhension de l’Univers, notamment des trous noirs. Par ailleurs, voici 10 citations d’Albert Einstein qui montrent qu’il était un génie.

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