Image d’illustration — Pavel L Photo and Video / Shutterstock.com

Une équipe de scientifiques américains a récemment réalisé une percée majeure dans le domaine des lasers, ouvrant la voie à une modification réversible des propriétés des matériaux en utilisant uniquement la lumière.

Une percée majeure

Les chercheurs nourrissent depuis longtemps l’espoir de pouvoir utiliser des lasers pour façonner et moduler les propriétés des matériaux. Mais ils étaient jusqu’à présent confrontés à un obstacle de taille : la chaleur générée par le processus, endommageant la cible de façon irréversible. Dans le cadre de travaux récemment publiés dans la revue Nature, des chercheurs de l’université Caltech ont développé une approche permettant de résoudre ce problème.

« Les lasers utilisés dans les précédentes expériences étaient extrêmement puissants et avaient par conséquent tendance à chauffer excessivement les matériaux et les endommager », explique Junyi Shan, auteur principal de l’étude. « Il fallait donc trouver une méthode permettant d’exposer le matériau à un faisceau intense, sans qu’il n’absorbe la moindre part de cette lumière. »

Shan et ses collègues ont trouvé un entre-deux idéal, impliquant des faisceaux laser finement réglés capables de modifier les propriétés d’un matériau sans dégager de chaleur néfaste. Plus impressionnant encore, les scientifiques ont également découvert que le processus était entièrement réversible : lorsque le laser était éteint, le matériau retrouvait son état initial.

Un laser puissant éclaire un matériau placé dans une chambre à basse température afin de modifier son degré de transparence — © Caltech / David Hsieh Laboratory

« De tels dispositifs pourraient permettre de transformer les propriétés électroniques des matériaux en pressant simplement un interrupteur », estime David Hsieh, co-auteur de l’étude.

Des matériaux présentant un large éventail de propriétés utiles

Cela faisait des décennies que les scientifiques cherchaient à mettre au point un tel système, dont les bases remontent aux années 1960. Cette première démonstration ouvre la voie à son utilisation pratique et pourrait permettre la mise au point de nouveaux types de matériaux jusqu’alors inenvisageables, tels que des aimants quantiques exotiques.

« Cette méthode peut notamment modifier les propriétés optiques et magnétiques des matériaux », souligne Shan. « Plutôt que d’en fabriquer de nouveaux, nous pouvons en prendre un seul et lui conférer en fin de compte un large éventail de propriétés utiles. »

Les auteurs de l’étude évoquent notamment des fenêtres pouvant se transformer instantanément en miroirs, ou des ordinateurs ultra-performants utilisant la lumière plutôt que l’électricité.

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