La mo­deste ré­vo­lu­tion­naire

L’au­tomne der­nier, la Ca­na­dienne Don­na Stri­ck­land a rem­por­té le prix No­bel de phy­sique pour ses tra­vaux sur les la­sers.

Québec Science - - SUR LE VIF - Par Alexis Rio­pel­pel

Quand Gé­rard Mou­rou, son su­per­vi­seur au doc­to­rat, a de­man­dé à Don­na Stri­ck­land de fa­bri­quer un la­ser ra­di­ca­le­ment dif­fé­rent de ce qui exis­tait alors, elle lui a ré­pon­du que « c’était fa­cile » et que « ça ne consti­tuait même pas un su­jet de thèse ». « Je peux lui dire au­jourd’hui qu’elle avait rai­son, écri­vait M. Mou­rou en oc­tobre der­nier. Ce n’était pas un su­jet de thèse, c’était un su­jet de prix No­bel ! » Le duo a ga­gné la plus pres­ti­gieuse ré­com­pense en phy­sique, cu­vée 2018, pour avoir « ou­vert la voie aux im­pul­sions la­ser les plus courtes et les plus in­tenses ja­mais créées par l’hu­ma­ni­té ». De­puis la pu­bli­ca­tion en 1985 d’un ar­ticle dé­taillant l’« am­pli­fi­ca­tion par dé­rive de fré­quence », des mil­lions de chi­rur­gies de cor­rec­tion de la vi­sion ont été ren­dues pos­sibles grâce à cette tech­nique. Scien­ti­fique dis­crète et prag­ma­tique, Don­na Stri­ck­land s’est re­trou­vée, du jour au len­de­main, sous les feux de la rampe. Alors qu’elle jon­glait avec les de­mandes mé­dia­tiques à la suite de l’an­nonce des lau­réats, elle a pris le temps de ré­pondre à nos ques­tions.

Qué­bec Science : Com­ment avez-vous ap­pris que vous rem­por­tiez le prix No­bel ? Don­na Stri­ck­land : Le Co­mi­té No­bel ap­pelle tou­jours les lau­réats au même mo­ment

de la jour­née, vers cinq heures du ma­tin dans notre fu­seau ho­raire. Je dor­mais et, quand j’ai en­ten­du le té­lé­phone son­ner, j’ai tout de suite pen­sé à mes en­fants. Ra­pi­de­ment, mon ma­ri a dé­cro­ché et m’a dit que quel­qu’un vou­lait par­ler à la pro­fes­seure Stri­ck­land. Ça m’a ras­su­rée. On m’a alors dit que c’était un ap­pel im­por­tant de la Suède. Je sa­vais que le prix No­bel était dé­cer­né ce jour-là, mais je ne pen­sais cer­tai­ne­ment pas le ga­gner.

QS Pour quelle rai­son avez-vous en­tre­pris, il y a plus de 30 ans, de fa­bri­quer un la­ser aux im­pul­sions plus courtes et plus in­tenses ?

DS Dans les an­nées 1980, per­sonne n’ar­ri­vait à aug­men­ter l’in­ten­si­té des la­sers. Pour mon pro­jet de doc­to­rat, j’avais be­soin d’un la­ser plus in­tense afin d’at­teindre la « neu­vième har­mo­nique », c’est-à-dire de faire en sorte qu’un atome ab­sorbe neuf pho­tons si­mul­ta­né­ment. Ma­ria Goep­per - Mayer, la deuxième femme à avoir re­çu le prix No­bel de phy­sique [NDLR : Don­na Stri­ck­land est la troi­sième], a d’ailleurs été la pre­mière à mon­trer théo­ri­que­ment qu’un atome pou­vait ab­sor­ber plus d’un pho­ton à la fois. Ce­pen­dant, elle ne se sou­ciait pas des dif­fi­cul­tés tech­niques que ce­la im­pli­quait…

QS Com­ment fonc­tionne l’am­pli­fi­ca­tion par dé­rive de fré­quence ?

DS L’idée, c’est de pro­duire des im­pul­sions très in­tenses, mais seule­ment à la sor­tie du la­ser. Si la den­si­té de pho­tons à l’in­té­rieur du dis­po­si­tif est trop grande, ce­la pourrait le dé­truire. Dans notre ex­pé­rience de 1985, nous avons donc éti­ré une im­pul­sion [de 150 pi­co­se­condes ou mil­lièmes de mil­liar­dième de se­conde] à en­vi­ron 300 pi­co­se­condes. En­suite, on l’a am­pli­fiée grâce à une se­conde source d’éner­gie. Puis, on l’a com­pres­sée à l’aide d’une len­tille afin d’ob­te­nir l’im­pul­sion la plus courte pos­sible [2 pi­co­se­condes]. La den­si­té de pho­tons est alors énorme et le fais­ceau est prêt à « don­ner une vo­lée » à un atome.

QS Quelles sont les ap­pli­ca­tions de cette tech­nique au­jourd’hui ?

DS Vous avez peut-être dé­jà vu ces vi­déos sur You­Tube où un fais­ceau la­ser coupe de l’acier comme si c’était du beurre. L’am­pli­fi­ca­tion par dé­rive de fré­quence est com­plè­te­ment dif­fé­rente. En fait, il n’y a pas plus d’éner­gie dans une seule im­pul­sion de notre mon­tage de 1985 que dans un poin­teur la­ser qu’on ac­tive pen­dant une se­conde. Ce­pen­dant, cette éner­gie est ex­trê­me­ment concen­trée et ne frappe qu’un tout pe­tit vo­lume, d’un mi­cro­mètre sur un mi­cro­mètre, soit à peu près la taille d’une lon­gueur d’onde de lu­mière. Ain­si, l’am­pli­fi­ca­tion par dé­rive de fré­quence per­met de faire du tra­vail de pré­ci­sion, comme usi­ner de pe­tites pièces d’élec­tro­nique ou ef­fec­tuer des chi­rur­gies ocu­laires. Car le beau cô­té de cette ma­chine-là, c’est que, en re­com­bi­nant l’im­pul­sion en un point pré­cis avec une

len­tille, on peut tra­ver­ser des ma­té­riaux trans­pa­rents, comme du verre ou une cor­née, sans les abî­mer. Et c’est seule­ment à cet en­droit que l’in­ten­si­té est as­sez forte pour dé­lo­ger les élec­trons ou chan­ger l’in­dice de ré­frac­tion de la cor­née.

QS Y a- t- il un scien­ti­fique en par­ti­cu­lier qui vous a don­né le goût de vous lan­cer en phy­sique ?

DS Les gens m’ont beau­coup po­sé cette ques­tion, et j’ai es­sayé de me rap­pe­ler mon en­fance afin de com­prendre pour­quoi je suis de­ve­nue la per­sonne que je suis main­te­nant. J’ai réa­li­sé que ce sont sur­tout mes pa­rents qui m’ont in­fluen­cée. Mon père était in­gé­nieur en élec­tri­ci­té et ma mère en­sei­gnante d’an­glais. Dans sa jeu­nesse, ma mère avait vou­lu pour­suivre des études en ma­thé­ma­tiques et en sciences mais, en tant que femme, elle n’en avait pas eu l’oc­ca­sion. J’ai en­ten­du ce­la haut et fort toute ma vie : « Tu de­vrais faire ce que tu veux et pas ce que les autres pensent que tu de­vrais faire. »

QS Vous avez étu­dié en gé­nie. Pour­quoi ne pas avoir tout de suite plon­gé dans la phy­sique si vous étiez dé­jà pas­sion­née par la science fon­da­men­tale ?

DS Une par­tie de moi croyait que je ne se­rais pas as­sez douée pour me­ner une car­rière uni­ver­si­taire en phy­sique. Mon père et ma soeur avaient fait des études de gé­nie, ce­la me sem­blait donc un choix na­tu­rel pour dé­cro­cher un bon em­ploi. Et puis, quand j’ai vu le pro­gramme de gé­nie phy­sique à l’Uni­ver­si­té McMas­ter, j’ai tout de suite pen­sé que c’était pour moi. Je me suis alors mise à mar­cher sur la ligne entre la phy­sique et le gé­nie, et j’ai gar­dé un pied dans chaque monde tout au long de ma car­rière.

QS Quand vous avez ob­te­nu le prix No­bel de phy­sique, les mé­dias ont sou­le­vé le fait que vous n’étiez pas pro­fes­seure ti­tu­laire à l’Uni­ver­si­té de Wa­ter­loo, où vous en­sei­gnez. Pour­quoi ne ja­mais avoir po­sé votre can­di­da­ture à ce poste ?

DS Je ne sais pas… Quand j’étais pré­si­dente de l’Op­ti­cal So­cie­ty of Ame­ri­ca [OSA], on m’avait sug­gé­ré de pos­tu­ler, mais j’étais alors trop oc­cu­pée. Au­jourd’hui, ce­pen­dant, ça y est, je suis pro­fes­seure ti­tu­laire. Mais ce­la ne change rien. Je n’ai pas de meilleur sa­laire, l’Uni­ver­si­té ne m’offre pas de nou­velles res­sources. La seule dif­fé­rence, peut-être, c’est que je de­vrai sié­ger à de nou­veaux co­mi­tés, ce qui est plu­tôt un désa­van­tage…

QS Les femmes sont beau­coup moins nom­breuses que les hommes en phy­sique. Cons­ta­tez-vous des pers­pec­tives pro­fes­sion­nelles dif­fé­rentes en fonc­tion du sexe ?

DS Je n’ai ja­mais eu l’im­pres­sion d’être trai­tée dif­fé­rem­ment au cours de ma car­rière, mais j’ai en­ten­du de nom­breuses femmes ra­con­ter qu’elles trou­vaient le mi­lieu en­core très dif­fi­cile. Je ne peux pas vrai­ment me pro­non­cer, car je n’ai rien vé­cu de tel. Mais il y a tou­jours place à l’amé­lio­ra­tion. Il faut que les dé­bou­chés soient les mêmes pour les deux sexes. Et de la même ma­nière, j’es­père que les hommes qui sou­haitent de­ve­nir in­fir­miers réus­sissent dans la pro­fes­sion. En gros, j’es­père que tout le monde puisse faire ce dont il a en­vie.

QS L’ac­cès à la phy­sique pour les femmes dans d’autres pays doit être beau­coup moins fa­cile…

DS Cer­tai­ne­ment. Je suis très chan­ceuse d’avoir gran­di au Ca­na­da. C’est l’une des nom­breuses fa­çons dont la chance m’a sou­ri dans la vie.

QS Com­ment ai­me­riez-vous uti­li­ser votre sta­tut de lau­réate du prix No­bel ?

DS J’ai­me­rais en­cou­ra­ger les gou­ver­ne­ments à uti­li­ser la pho­to­nique pour prendre des me­sures en­vi­ron­ne­men­tales. Cette idée date d’avant le prix No­bel. Je fais par­tie d’un co­mi­té de l’OSA qui mi­lite pour ce­la de­puis l’Ac­cord de Pa­ris sur le cli­mat. Si l’on veut ap­por­ter des chan­ge­ments dans nos émis­sions de gaz à ef­fet de serre, il faut voir à ce que ces chan­ge­ments pro­duisent les ef­fets vou­lus. La pho­to­nique n’est pas la seule ma­nière de s’en as­su­rer, mais je crois que c’est un ou­til très puis­sant. J’en fe­rai donc la pro­mo­tion dans les pro­chaines an­nées et j’es­père bien me faire en­tendre par le gou­ver­ne­ment ca­na­dien. Nous ai­me­rions avoir un institut ici, au Ca­na­da, spé­cia­li­sé dans le mo­ni­to­rage en­vi­ron­ne­men­tal. Les cher­cheurs en pho­to­nique ne de­vraient pas être les seuls à cette table : nous es­saie­rons d’avoir des spé­cia­listes d’autres dis­ci­plines.

QS Quels types de me­sures en­vi­ron­ne­men­tales la pho­to­nique rend-elle pos­sibles ?

DS Il y a de nom­breuses ap­pli­ca­tions en­vi­ron­ne­men­tales pour les li­dars [des la­sers em­ployés à la ma­nière de ra­dars], mais ce n’est pas tout. Par exemple, des col­lègues de l’Uni­ver­si­té La­val ins­tallent des dé­tec­teurs op­tiques dans le sol au nord du pays pour éva­luer l’état du per­gé­li­sol − que les chan­ge­ments cli­ma­tiques rendent beau­coup moins « per­ma­nent ». Il est aus­si pos­sible d’équi­per des avions de spec­tro­mètres et de sur­vo­ler des sites d’ex­ploi­ta­tion pé­tro­lière pour vé­ri­fier si les en­tre­prises res­pectent les rè­gle­ments qui leur sont im­po­sés. D’autres ap­pa­reils op­tiques pour­raient aus­si être dé­ployés dans les océans pour prendre des me­sures afin d’adap­ter les mo­dèles cli­ma­tiques.

QS Et quelle in­fluence au­ra le prix No­bel sur vos re­cherches per­son­nelles ?

DS J’es­père ob­te­nir plus de fonds, ce qui pourrait gran­de­ment ai­der mon la­bo­ra­toire. Et puis, plus d’étu­diants d’un peu par­tout dans le monde vou­dront pro­ba­ble­ment se joindre à mon équipe et j’au­rai de l’ar­gent pour les payer. Avec un peu de chance, je pro­fi­te­rai de toutes les bonnes choses qui viennent avec un prix No­bel. Mais je n’au­rai peut-être plus le temps de faire quoi que ce soit !

Dans sa jeu­nesse, ma mère avait vou­lu pour­suivre des études en ma­thé­ma­tiques et en sciences mais, en tant que femme, elle n’en avait pas eu l’oc­ca­sion. J’ai en­ten­du ce­la haut et fort toute ma vie : « Tu de­vrais faire ce que tu veux et pas ce que les autres pensent que tu de­vrais faire. »

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