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Les concepts de physique quantique n'ont qu'une centaine d'années, pourtant ils permettent des découvertes dont on se sert déjà au quotidien. Le laser est l'une d'elles.
Un atome se constitue d'un noyau et d'électrons. Chacun de ces électrons évolue sur un niveau d'énergie, lequel détermine l'état de l'atome en question. Plus l'état d'énergie est bas et plus les électrons sont proches de leur noyau atomique. À son niveau le plus bas, l'atome est dans son « état fondamental ». À l'inverse, lorsque l'on excite un atome en lui fournissant de l'énergie, les électrons peuvent changer de niveau ; on dit alors que l'atome est « excité ». Si l'on envoie un photon sur un atome excité, il retrouvera son état fondamental en émettant un photon identique, en plus de celui reçu.
Imaginons que l'on place un groupe d'atomes entre deux miroirsmiroirs et qu'on les bombarde de lumière. Lorsqu'un photon désexcite un atome, il émet un autre photon. Puis le procédé entre en résonance grâce aux miroirs, amplifiant la lumièrelumière jusqu'à former un laserlaser. En bref, ce principe de résonancerésonance est analogue à celui l'effet Larsen, qui se produit avec des ondes sonoresondes sonores.
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