Podcast n°1 – De la fluorescence aux lasers
Ils sont au cœur de la recherche. Leurs travaux oscillent entre la physique fondamentale et l’optique. En nous accueillant dans leurs laboratoires, 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.
Pour la première photographie de cette série « De la fluorescence aux lasers », je me suis rendu au laboratoire de physique des lasers de l’Université Sorbonne Paris Nord, à Villetaneuse. J’y ai rencontré Sébastien Forget qui travaille depuis longtemps à la réalisation de lasers à base de molécules organiques. D’ordinaire, les éléments chimiques permettant de réaliser des lasers sont des atomes isolés qui prennent la forme d’ions ou de gaz. Mais, ici Sébastien Forget utilise de longues molécules constituées de plusieurs atomes, principalement du carbone et de l’hydrogène, parfois également utilisées comme colorants en dehors du champ des lasers. Avec elles, il a été possible de fabriquer les O-LED, qui permettent à certains écrans d’ordinateur de créer de la lumière et d’afficher ainsi des images. Celles-ci tendent peu à peu à remplacer les semi-conducteurs inorganiques qui étaient utilisés il y a encore quelques années.
Voulant me montrer à quoi ressemblaient ces colorants, Sébastien Forget sortit un flacon dans lequel se trouvaient quelques grains colorés. Nous les avons éclairés avec une lampe ultraviolette et les grains se mirent à émettre une subtile couleur orangée à travers le tube transparent qui les contenait. L’étiquette était décollée et fluoresçait légèrement dans le bleu. La composition colorée offrait un contraste singulier entre cette feuille bleutée qui traversait l’image et ces grains orangés, posés çà et là de façon aléatoire au milieu de la photographie. Le contraste esthétique entre la rigidité de cette feuille et le positionnement sporadique de ces grains offrait une composition étonnante.
Reprenant le fil de sa narration, Sébastien Forget m’expliqua qu’il s’agissait de molécules qu’il avait utilisées afin de réaliser certains des lasers sur lesquels il avait travaillé. Ces molécules absorbent des grains de lumière UV, des photons, et passent vers un état d’énergie qu’on appelle excité. Une partie de cette énergie est perdue sous forme de chaleur et la molécule arrive vers un état un peu moins excité. Elle reste dans cet état un petit moment. Un photon est alors émis, dont l’énergie correspond à celle du photon ultraviolet moins la chaleur qui a été perdue entre temps. Ces photons ont ainsi un peu moins d’énergie, ce qui explique pourquoi leurs couleurs sont décalées vers les couleurs visibles. A ce stade, la molécule est revenue dans un état non excité. C’est un processus qui s’appelle la fluorescence et qui repose également sur le fait qu’il n’existe qu’un petit nombre d’états excités que la molécule peut atteindre.
Sébastien Forget précisa néanmoins que ces grains avaient dû être travaillés avant de pouvoir être utilisés pour réaliser des lasers. Là était tout l’objet de son travail. Il me montra ainsi quelques-unes de ses réalisations.
Une réalisation Art in physics, sur la base des recherches de Sébastien Forget, textes librement inspirés des prises de vues et des photographies d’Hippolyte Dupont.
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Pour en savoir plus
Pour comprendre ce qu’est la couleur, Qu’est-ce que la couleur ? Science étonnante
Pour comprendre la fluorescence, La fluorescence expliquée avec mes étagères, Julien Bobroff
Pour comprendre le principe que laser : Un laser avec des clémentines, Julien Bobroff
Pour avoir une plus grande explication sur les lasers : Lasers, C’est pas sorcier