2024-03-28 22:00:00
Depuis leur invention dans les années 1960, les lasers sont des éléments marquants qui ont joué un rôle fondamental dans de nombreux secteurs, de la médecine à l’industrie spatiale.
C’est sources lumineuses hautement concentrées et cohérentes Ils représentent des outils incroyablement polyvalents et très facilement adaptables, ce qui en fait des pièces fondamentales dans de nombreux domaines de la vie quotidienne.
La population mondiale va commencer à diminuer : qu’est-ce que cela signifie ?
Cependant, au-delà de leur rôle quotidien, les lasers présentent certains applications et propriétés qui ne sont peut-être pas si connus et qui, bien sûr, reflètent leur grand potentiel.
QUE SONT LES LASERS ?
Mais que sont exactement ces faisceaux de lumière que l’on associe à la couleur rouge ? Eh bien, les lasers, dont le nom vient de l’acronyme anglais de « Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation », sont des appareils qui génèrent un faisceau intense très concentré.
Autrement dit, contrairement à la lumière conventionnelle, qui est dispersée dans plusieurs directions, la lumière laser se caractérise par être monochrome (tout a la même longueur d’onde et la même fréquence et donc la même couleur), cohérent oui directionnel.
Isaac Newton, le premier à expliquer la nature des couleurs
Cette curieuse lumière est générée par un processus fondamental de la physique quantique connu sous le nom de «émission stimulée». Dans un laser typique, il part d’un milieu, qui peut être un gaz, un liquide ou un solide, composé d’atomes ou de molécules capables d’émettre de la lumière – des photons – lorsqu’une certaine énergie leur est fournie.
Ainsi, lorsque ces particules reçoivent un flash ou une décharge électrique, certains de leurs électrons sont exciter et sautez à un niveau d’énergie plus élevé. Cependant, cet état est très bref et ils reviennent rapidement à leur niveau d’énergie d’origine, émettant ainsi un photon.
Ce qui est curieux avec les lasers, c’est que ce processus se déroule avec une grande amplification. Ceci est réalisé en plaçant ce support entre deux miroirs, dont l’un est partiellement transparent.
Ainsi, lorsque les photons sont éjectés, ils rebondissent sur ces miroirs et sont capables de stimuler davantage d’atomes. émettre des photons qui sera éjecté avec la même fréquence que les photons d’origine.
En fin de compte, le processus se répète en boucle, générant de plus en plus de photons et, par conséquent, un faisceau intense de lumière laser hautement concentrée qui sort à travers le miroir partiellement transparent.
iStock
Système de faisceau laser dans un test en laboratoire.
LES 5 CHOSES QUE VOUS NE SAVEZ PAS SUR LES LASERS
Saviez-vous qu’il existe des lasers capables de refroidir des objets à des températures extrêmement basses ? Et qu’une technologie a été développée capable de transmettre le son au moyen d’un faisceau laser ?
Bien au-delà des applications les plus connues, comme la chirurgie des yeux ou l’épilation, les lasers ont certains propriétés et applications très curieuses cela vous surprendra peut-être. Nous vous en racontons 5.
LE LASER COMME ARME PORTABLE
L’année dernière, Northrop Grumman Corporation a présenté le développement d’un laser miniaturisé à haute énergie, libellé Fantôme, pour une utilisation sur le champ de bataille. Ce laser portable de 10 kW offrirait un placement tactique rapide et serait capable de neutraliser les menaces comme les drones ennemis.
Bien que sa puissance soit inférieure à celle d’autres systèmes laser plus grands, sa portabilité et sa polyvalence Ils en font une arme unique dans les opérations militaires. Cette technologie représenterait une avancée significative dans la capacité de réponse des forces militaires sur le champ de bataille.
Northrop Grumman
Illustration de l’arme laser développée par Northrop Grumman
LASER REFROIDISSANT POUR ATOMES
En 1995, Eric Cornell, Carl Wieman et Wolfgang Ketterle lograron une avancée capitale en physique quantique en développant le laser de refroidissement des atomes, une technique qui a permis refroidir les atomes à presque zéro absolument en utilisant des lasers.
Cette innovation a ouvert les portes de un nouveau domaine d’étude: matière ultra-froide. En manipulant l’énergie cinétique des atomes à l’aide de faisceaux laser précis, les scientifiques ont réussi à créer un condensat de Bose-Einsteinun état quantique de la matière dans lequel les atomes se comportent collectivement comme une seule entité.
Cette percée a non seulement révélé des phénomènes quantiques à grande échelle, mais a également stimulé la recherche dans des domaines tels que la supraconductivité et l’informatique quantique. Pour sa contribution exceptionnelle, Cornell, Wieman et Ketterle ont reçu le Prix Nobel de physique en 2001reconnaissant son impact significatif sur la compréhension du monde quantique et son potentiel d’application dans divers domaines technologiques.
LASER VOCAL
Depuis 2019, une technologie a été développée qui permet la transmission du son à travers un faisceau laser, connue sous le nom de “communication vocale laser”. Cette technique innovante est basée sur les fluctuations de densité de l’air induites par le faisceau laser pour générer un son audible à distance.
Même si elle en est encore à ses premiers stades de développement, cette technologie promet nouvelles applications dans les communications longue distance. En profitant des propriétés des lasers pour transmettre des informations avec précision et sans interférence, communication vocale laser pourrait révolutionner la façon dont nous communiquons dans des environnements où les communications conventionnelles sont limitées ou inefficaces.
Ils créent un laser qui fonctionne comme un paratonnerre
LASER DE NETTOYAGE D’APPAREILS
Saviez-vous que les lasers sont également utiles pour nettoyer de vieux objets ? Et, dans un effort pour préserver l’intégrité des objets historiques, les restaurateurs Ils adoptent une nouvelle technologie: le laser de nettoyage.
Contrairement aux méthodes de nettoyage traditionnelles qui peut endommager des objets délicatsles lasers à impulsions courtes se présentent comme une solution sélective et non invasive pour enlever la saleté et des contaminants sur leurs surfaces.
Cette technique laser permet aux historiens de nettoyer des objets anciens de manière précise et contrôlée, sans compromettre leur structure ni leur valeur historique. En préservant l’intégrité de ces éléments, le laser de nettoyage semble se positionner comme un outil très utile dans la conservation du patrimoine culturel.
LASER DE COMMUNICATION SPATIALE
Ces dernières années, la NASA a mené certaines recherches pionnières dans le domaine communication spatiale utilisant des lasersdans le but d’améliorer le transfert de données de l’espace lointain vers la Terre.
Ces systèmes offrent vitesses de transmission considérablement plus rapides que les communications radio plus traditionnelles, promettant de révolutionner l’exploration spatiale en facilitant transferts de données plus efficaces et rapide entre le vaisseau spatial et les stations au sol.
En permettant une communication plus rapide et plus fiable, les systèmes de communication laser pourraient ouvrir la voie à missions spatiales les plus ambitieuses et de nouvelles découvertes cosmologiques.
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