Le “rayon tracteur” de Star Trek sort de la pure science fiction

Moins célèbre de la téléportation (Beam me up, scotty !), le rayon tracteur de Star Trek fascine également les amateur de science fiction. Un rayon de lumière capable d’attraper les objets comme un lasso et de les ramener vers soi… Très utile lorsqu’on ne dispose pas du magnétisme ou de la gravité. Et puis, la lumière est beaucoup plus précise pour viser une cible. Malheureusement, l’effet naturel d’un faisceau de lumière sur un objet est exactement opposé. Le phénomène est connu depuis 1629, date à laquelle Johannes Kepler remarque que la queue de comète est toujours dirigée dans la direction opposée à celle du soleil. Ce sont les rayons lumineux qui dévient les fines particules. Il parait donc très improbable d’utiliser la lumière pour attirer un objet, a fortiori un vaisseau spatial comme dans Star Trek. Autant essayer d’attraper une mouche avec un ventilateur…

Inverser la force de la lumière

Cet obstacle de taille n’a pas découragé une équipe de chercheurs dirigée par Tomas Cizmar, de l’école de médecine de l’université de St Andrew, en Ecosse, et de scientifiques de l’Institut des instruments scientifiques (ISI) de la République Tchèque. Ses travaux ont été publiés dans la revue Nature Photonics le 20 janvier 2013. Il y affirment avoir réussi à inverser le sens de la force exercée par la lumière sur un objet. En la circonstance, il s’agit d’objets microscopiques. Mais l’important est d’avoir trouvé un moyen expérimental pour réussir cette délicate manœuvre.

Le détail du travail des chercheurs est réservé aux abonnés à la revue Nature Photonics ou à ceux qui ont les moyens de payer 30 € pour accéder au texte complet de la publication. Les autres doivent se contenter du résumé, font succinct, dans lequel les chercheurs indique fournir “une géométrie qui génère un “rayon tracteur” et qui démontre expérimentalement son fonctionnement sur les microparticules sphériques de tailles variés, tout comme son amélioration par des structures de microparticules optiquement auto-arrangées”. Les chercheurs ajoutent avoir montré que le mouvement en deux dimensions et le tri dans une dimension peut être contrôlé grâce à la rotation de la polarisation du faisceau incident.

Trier des particules comme les globules blancs

A la BBC qui l’a interrogé, Tomas Cizmar n’a pas donné d’autres précisions sur le système mis au point mais il en a précisé les utilisations possibles. “Les applications pratiques peuvent être superbes et très excitantes. Le rayon tracteur est très sélectif en fonction des propriétés des particules sur lesquelles il agit. Il pourrait donc permettre de prélever certaines d’entre elles dans un mélange. Il pourrait, par exemple, servir à prélever les globules blancs dans le sang”.

Aspirer la queue d’une comète

Pourvoir ainsi “aspirer” les particules désirées dans un mélange serait effectivement précieux. Les Américains travaillent sur un système similaire qui pourrait servir sur une sonde spatiale. Grâce à un laser tracteur, le vaisseau pourrait prélever, à distance, des particules se trouvant à proximité d’un astéroïde ou dans la queue d’une comète. Si l’on reste bien de la tractation d’un vaisseau par un autre, comme dans Star Trek, rien ne dit que cette nouvelle maîtrise de la lumière et de son interaction avec la matière ne pourra pas effectivement trouver un grand nombre d’applications.

Michel Alberganti

7 commentaires pour “Le “rayon tracteur” de Star Trek sort de la pure science fiction”

  1. Hoax scientifique ou découverte fondamentale?
    On se souvient de l’homme volant sur ce même blog et on aimerait avoir l’avis de scientifiques sur les détails de cette publication.
    En tout cas le manque d’explications fournies par les auteurs ne permet pas de lever le doute.

  2. @patricedusud – Absolument d’accord avec vous. J’y reviendrai bientôt j’espère. Le fait de ne pas pouvoir lire la publication n’arrange rien…

  3. On va enfin pouvoir enlever du sel dans la soupe quand on en a mis trop !

  4. Je me souviens avoir vu passer un entrefilet l’année derniere (science, la recherche ?) sur cette possibilité. En fait cela jouait sur une sorte de “cavitation” sur le côté eclairé de l’objet. en substance, ce n’est pas a proprement parler l’objet qui est aspirer, mais la lumière qui créait un vide relatif devant.

    Par contre, je n’ai pas plus de précision

  5. Si je puis me permettre, ça fait des années qu’on utilise des pinces optiques (“optical tweezer”) dans les labos, ce qui est tout autant star trekien selon la définition donnée ici. Je ne doute néanmoins pas que la technologie présentée ici fasse de nouvelles choses très impressionantes.
    Ce qui serait vraiment nouveau, il me semble, serait de pouvoir l’utiliser pour de “gros” objets.

  6. @Tom Roud – Les pinces optiques peuvent bloquer une particule mais elle ne permettent pas aux particules de remonter en sens inverse du flux lumineux. Pour les objets lourds, cela semble encore hors de portée.

  7. [...] Le “rayon tracteur” de Star Trek sort de la pure science fiction Moins célèbre de la téléportation (Beam me up, scotty !), le rayon tracteur de Star Trek fascine également les amateur de science fiction. Un rayon de lumière capable d’attraper les objets comme un lasso et de les ramener vers soi… Très utile lorsqu’on ne dispose pas du magnétisme ou de la gravité. Et puis, la lumière est beaucoup plus précise pour viser une cible. Malheureusement, l’effet naturel d’un faisceau de lumière sur un objet est exactement opposé. Le phénomène est connu depuis 1629, date à laquelle Johannes Kepler remarque que la queue de comète est toujours dirigée dans la direction opposée à celle du soleil. 2012 was a banner year for bold, and sometimes wild, announcements by private space companies. From moon landings to asteroid mining, we take a look at all the new players and tell you how plausible their schemes are. [...]

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Globule et téléscope est le blog Science et Environnement de Slate.fr.
Il est tenu par Michel Alberganti, journaliste scientifique, ancien journaliste au Monde où il a dirigé le service Science et technologie, et aujourd'hui également producteur de l'émission Science Publique sur France Culture.
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