Donna Strickland, invitée du séminaire général du Département de Physique

Prendre des images de plus en plus rapidement afin d’étudier toujours plus en détail le déroulement de phénomènes naturels est un défi scientifique et technique qui a une longue histoire. Donna Strickland en est une des figures. Cette physicienne canadienne, professeure à l’université de Waterloo et prix Nobel de physique en 2018, était l’invitée du séminaire général du Département de Physique de l’École polytechnique.

Lors de sa thèse à l’université de Rochester en compagnie de Gérard Mourou, Donna Strickland a découvert la technique d’amplification laser dite CPA (pour "Chirped Pulse Amplification" ou amplification à dérive de fréquence) qui permet d’obtenir des impulsions à la fois ultracourtes et très intenses. Elle consiste à étirer temporellement un pulse laser avant de l’amplifier puis de la comprimer. 

Pour observer un phénomène rapide, il faut pouvoir capturer des images ou des signaux dans un temps inférieur à la durée totale du processus. Une évidence qui est loin d’être facile à mettre en œuvre en pratique lorsque ces phénomènes durent à peine quelques femtosecondes -un millionième de milliardième de seconde- typiquement l’échelle en jeu dans les vibrations de molécules, voire quelques attosecondes, une durée encore mille fois plus brèves. A ces échelles où les caméras ne fonctionnent plus, seuls des faisceaux lasers ultracourts peuvent en quelque sorte éclairer et capturer la scène. 

Pour créer de telles impulsions lasers, il faut d’une part un processus physique capable de générer de la lumière sur une grande gamme de fréquence et d’autre part faire en sorte que toutes ces ondes lumineuses soient en phase. Les recherches actuelles de Donna Strickland, détaillées lors de ce séminaire, sont des travaux fondamentaux, cherchant à appréhender la physique d’un tel processus, la génération Raman multi-fréquences. 

La vidéo de ce séminaire sera prochainement disponible sur le site du Département de Physique.