Après avoir passé plus de 80 ans à étudier le sujet, les scientifiques sont sur le point de passer de la théorie à la pratique. Des chercheurs de l'Imperial College London affirment en effet qu'ils ont enfin trouvé un moyen de transformer de la lumière... en matière.
"Nous avons démontré comment il est possible de créer de la matière à partir de lumière. [...] Mais ce qui est encore plus surprenant, c'est le fait qu'il serait possible de le faire avec les technologies que nous possédons d'ores et déjà en Grande-Bretagne", a assuré l'un des membres de cette équipe, Steven Rose.
Une découverte qui pourrait donc prendre corps très rapidement, d'ici un an, estiment les scientifiques qui préviennent cependant qu'il n'est pas question d'obtenir des objets visibles à l’œil nu mais des particules subatomiques.
80 ans de recherche
La théorie derrière cette future expérience ne date pas d'hier. En 1934, les deux physiciens américains Gregory Breit et John Wheeler avaient été parmi les premiers à établir qu'il était possible de transformer la lumière.
Ils avaient compris que deux photons — des particules de lumière — pouvaient produire, au moment de rentrer en collision, un électron et un antiélectron (aussi appelé positron, l'opposé de l'électron). C'est-à-dire la base même de la matière, l'électron étant une particule élémentaire qui compose les atomes, soit tout ce qui nous entoure.
Les deux scientifiques avaient cependant estimé à l'époque qu'un tel choc entre deux photons était un événement si rare et si complexe à reproduire qu'il n'y avait "aucun espoir à essayer d'observer la formation de cette paire (électron et antiélectron, ndlr) dans des expériences en laboratoires".
Trois étapes
Le chercheur qui a conduit les recherches publiées le 18 mai 2014 dans la revue scientifique Nature Photonics, explique que la théorie soulevé par ce duo de physiciens était l'expression de la très célèbre formule d'Einstein et montrait bien l'interchangeabilité de l'énergie et de la matière: "c'est la manière la plus basique de créer de la matière à partir de lumière et c'est l'une des démonstrations les plus pures de E=mc²".
Pour relever ce défi, les scientifiques expliquent qu'ils devront passer par trois étapes majeures. D'un côté, il faudra mitrailler une plaque d'or avec des électrons pour former un faisceau de photons très puissant. De l'autre, il sera nécessaire d'envoyer un laser ultra-puissant dans un hohlraum en or — un petit tube fermé percé d'une fente étroite sur l'une de ses faces — pour produire une lumière aussi vive que celle émise par une étoile.
Ensuite, il restera à diriger le premier rayon de photons dans cet hohlraum pour que les deux faisceaux entrent en collision. Un choc qui pourrait créer environ 100.000 paires d'électrons et d'antiélectrons, estiment les scientifiques, et qu'il serait envisageable de tester dans les 12 mois à venir aux États-Unis avec le laser Omega ou en Grande-Bretagne avec le laser Orion.
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