Serait-il possible de déplacer un engin spatial grâce à la lumière ? Des scientifiques de Caltech ont imaginé une solution applicable aux gros objets. Leur théorie suppose de travailler à une très petite échelle : celle du nanomètre.

Un vaisseau spatial entièrement propulsé grâce à la lumière est-il possible ? Deux scientifiques du California Institute of Technology (Caltech) se sont posé la question dans une étude publiée le 18 mars 2019 dans la revue Nature Photonics.

D’après eux, il serait possible d’utiliser la lumière pour faire léviter des objets. Les chercheurs s’intéressent à des « structures nanophotoniques ». Ce dernier terme renvoie à la manière dont la lumière interagit avec la matière à l’échelle du nanomètre (dont une unité équivaut à un milliardième de mètre).

La lumière peut-elle permettre la lévitation de gros objets ? // Source : Atwater laboratory (photo recadrée)

« Un outil puissant pour manipuler la matière »

« La lumière est un outil puissant pour manipuler la matière, mais les approches existantes nécessitent souvent une lumière focalisée et à haute intensité qui limite la forme des objets manipulés, ainsi que leur matériau et leur taille », font remarquer les chercheurs.

Le développement des « pinces optiques », entamé à la fin des années 1980, permet déjà aux scientifiques de manipuler des objets de petite taille (cellules, particules) en les piégeant dans un faisceau laser. Néanmoins, il n’est pas possible de reproduire cette technique avec de gros objets. Ognjen Ilic, ingénieur à Caltech et co-auteur de l’étude, dresse une comparaison avec une balle de ping-pong prisonnière du flux d’air d’un sèche-cheveux. « Cela ne fonctionnerait pas si la balle de ping était trop grosse, ou si elle était trop loin du sèche-cheveux », explique-t-il dans un communiqué.

Comme une balle prise dans le flux d’air d’un sèche-cheveux

Pour changer cela, les universitaires proposent de travailler sur la « diffusion de la lumière le long de la surface de l’objet ». Le processus consisterait à créer des « motifs » réagissant à la lumière. Leur rôle serait de maintenir l’objet dans le faisceau lumineux, même lorsque son origine est loin de la cible à faire léviter.

Pour l’instant, cette recherche est théorique. Il s’agit d’une piste pour tenter de faire un jour léviter des éléments macroscopiques (que l’on peut voir à l’œil nu). Dans nos rêves les plus ambitieux, pourrait imaginer un engin spatial déplacé de cette façon, grâce à un faisceau lumineux projeté depuis la Terre.

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