Podcast n°3 – A la découverte de la croissance cristalline 

Ils sont au cœur de la recherche. Leurs travaux oscillent entre la physique fondamentale et l’optique. En nous accueillant dans leur laboratoire, ces chercheurs nous montrent certains des échantillons sur lesquels ils ont travaillé pour qu’ils puissent être photographiés. Phénomènes  étranges et intrigants à la beauté singulière, le podcast revient brièvement sur la physique qui se cache derrière l’image. 

Poursuivant ma visite des laboratoires de Chimie Paris, j’ai eu le plaisir de rencontrer Pascal Loiseau pour réaliser cette nouvelle photographie de la série « À la découverte de la croissance cristalline ». Sortant une boîte d’un de ses tiroirs, il dévoila une boule transparente de quelques centimètres de long, intrigante par son allure partiellement irrégulière. Son périmètre arborait une forme d’hexagone parfait, mais son diamètre variait subtilement tout au long de la structure. À première vue, son apparence, à la fois simple et énigmatique, tranchait avec les cristaux que j’avais déjà eu l’occasion d’observer. Même sous l’éclat d’une lampe ultraviolette, elle restait transparente : aucune couleur ne se révélait, contrairement aux jeux de lumière spectaculaires des cristaux précédents.

Pour expliquer cette particularité, Pascal me raconta qu’il s’agissait d’un nouveau cristal enrichi en ions terres rares néodyme. Contrairement aux autres, ces ions n’émettent qu’une lumière infrarouge, invisible à l’œil nu. Pourtant, ces cristaux sont essentiels à la réalisation de lasers capables de générer des impulsions lumineuses extrêmement énergétiques sur de courtes durées. Pascal évoqua aussi leur rôle dans des applications nécessitant des niveaux d’énergie plus modestes. Dans ce cas, la boule pouvait être découpée en une multitude de petits cristaux pour réaliser autant de lasers différents, ces derniers cristaux ne mesurant généralement que quelques millimètres.

Pour obtenir ces petits cristaux, l’équipe de Pascal procède donc à la découpe minutieuse de la grande boule initiale. Dans sa boîte, il avait rassemblé une variété de fragments découpés : de larges tranches et d’autres morceaux nettement plus petits, que j’observai avec une attention particulière. Pascal expliqua que les propriétés optiques d’un cristal découpé varient en fonction de la zone de la boule d’où il provient, car la croissance du cristal peut engendrer localement de légers défauts. L’art de la découpe réside donc dans le choix précis de l’endroit à sectionner.

Tandis qu’il m’exposait ces détails fascinants, mon regard fut attiré par un petit cylindre soigneusement découpé dans l’une des tranches de la boîte. Il illustrait parfaitement son propos : la tranche hexagonale combinée au cylindre circulaire, en cours d’extraction, offrait une juxtaposition saisissante. La texture granuleuse de la surface de la boule contrastait de manière frappante avec la netteté presque parfaite des formes géométriques. Je me mis à photographier cet assemblage sous différents angles, cherchant à capturer ses contrastes sous toutes leurs nuances.

Une réalisation Art in physics, sur la base des recherches de Pascal Loiseau, textes librement inspirés des prises de vues et des photographies d’Hippolyte Dupont.

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