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17-01-2009, 04:29 PM
Une expérience suggère que la lumière transporte une quantité de mouvement moins élevée dans un milieu transparent comme le verre que dans le vide ou dans l'air.
Maurice Mashaal
Dans un milieu transparent comme le verre, la lumière transporte-t-elle une quantité de mouvement supérieure ou inférieure à celle qu'elle véhicule dans le vide ou dans l'air ? Étonnamment, cette question fait l'objet d'une controverse théorique et expérimentale depuis 100 ans. Une expérience réalisée par Weilong She et deux collègues, de l'Université Sun Yat-sen à Guangzhou, en Chine, fait pencher la balance en faveur de la seconde des deux thèses qui s'affrontent.
En 1908, le théoricien allemand Hermann Minkowski calcula que la quantité de mouvement de la lumière augmente quand sa vitesse de propagation diminue (cas d'une propagation dans un solide transparent). En 1909, son compatriote Max Abraham aboutissait à une conclusion inverse. La thèse d'Abraham semble plus intuitive, tandis que celle de Minkowski paraît plus proche des lois quantiques : la quantité de mouvement d'un photon augmente quand la longueur d'onde diminue, or la longueur d'onde est plus petite dans du verre que dans l'air.
Les expériences n'ont jusqu'ici pas tranché, en raison de la difficulté à isoler l'effet recherché des autres. Weilong She et ses collègues ont procédé sur une fibre optique de 1,5 millimètre de longueur et d'un demi-micromètre de diamètre, suspendue verticalement. En faisant passer une impulsion laser de haut en bas le long de la fibre, ils ont observé que la fibre de verre se courbe : en sortant de la fibre, la lumière exercerait une force de recul sur la fibre, ce qui signifierait que la lumière gagne de la quantité de mouvement en passant du verre à l'air. Des résultats qui étayent la thèse d'Abraham, mais que d'autres expériences devront confirmer.
http://www.pourlascience.fr/e_img/boutique/lumiere_web.jpg
Physical Review Letters, vol. 101, 243601, 2008
Quand une impulsion laser parcourt de haut en bas une fibre optique suspendue, celle-ci se courbe (de gauche à droite, en un cinquième de seconde) : elle subit un recul à la sortie de la lumière.
Maurice Mashaal
Dans un milieu transparent comme le verre, la lumière transporte-t-elle une quantité de mouvement supérieure ou inférieure à celle qu'elle véhicule dans le vide ou dans l'air ? Étonnamment, cette question fait l'objet d'une controverse théorique et expérimentale depuis 100 ans. Une expérience réalisée par Weilong She et deux collègues, de l'Université Sun Yat-sen à Guangzhou, en Chine, fait pencher la balance en faveur de la seconde des deux thèses qui s'affrontent.
En 1908, le théoricien allemand Hermann Minkowski calcula que la quantité de mouvement de la lumière augmente quand sa vitesse de propagation diminue (cas d'une propagation dans un solide transparent). En 1909, son compatriote Max Abraham aboutissait à une conclusion inverse. La thèse d'Abraham semble plus intuitive, tandis que celle de Minkowski paraît plus proche des lois quantiques : la quantité de mouvement d'un photon augmente quand la longueur d'onde diminue, or la longueur d'onde est plus petite dans du verre que dans l'air.
Les expériences n'ont jusqu'ici pas tranché, en raison de la difficulté à isoler l'effet recherché des autres. Weilong She et ses collègues ont procédé sur une fibre optique de 1,5 millimètre de longueur et d'un demi-micromètre de diamètre, suspendue verticalement. En faisant passer une impulsion laser de haut en bas le long de la fibre, ils ont observé que la fibre de verre se courbe : en sortant de la fibre, la lumière exercerait une force de recul sur la fibre, ce qui signifierait que la lumière gagne de la quantité de mouvement en passant du verre à l'air. Des résultats qui étayent la thèse d'Abraham, mais que d'autres expériences devront confirmer.
http://www.pourlascience.fr/e_img/boutique/lumiere_web.jpg
Physical Review Letters, vol. 101, 243601, 2008
Quand une impulsion laser parcourt de haut en bas une fibre optique suspendue, celle-ci se courbe (de gauche à droite, en un cinquième de seconde) : elle subit un recul à la sortie de la lumière.