KNOXVILLE, TN, 25 juillet 2025 /24-7PressRelease/ -- Le professeur Pierre Agostini a reçu le prix Nobel de physique 2023 pour avoir démontré des méthodes expérimentales générant des impulsions lumineuses attosecondes pour l'étude de la dynamique des électrons dans la matière, aux côtés de Ferenc Krausz et Anne L'Huillier. Leurs conceptions expérimentales ingénieuses et leurs techniques de mesure rigoureuses ont transformé les impulsions attosecondes en une nouvelle sonde pour explorer le comportement microscopique de la matière. Des réarrangements d'électrons à l'intérieur des atomes au transfert ultra-rapide d'énergie dans les molécules, la technologie attoseconde redéfinit notre compréhension des interactions lumière-matière. Aujourd'hui, son impact s'étend bien au-delà de la physique fondamentale, permettant le suivi en temps réel des réactions chimiques, le développement de nouveaux matériaux, et même l'étude de processus ultra-rapides dans les sciences de la vie. L'exploit scientifique d'Agostini ne réside pas seulement dans la percée technique elle-même, mais dans l'ouverture d'une porte vers un monde inexploré—où le temps est découpé en ses plus fines fragments, et chaque instant du mouvement d'un électron devient une réalité observable.

Q1: Vous avez démontré une manière de créer des impulsions lumineuses extrêmement courtes qui peuvent être utilisées pour mesurer les processus rapides dans lesquels les électrons se déplacent ou changent d'énergie. Quel aspect considérez-vous comme le plus révolutionnaire des impulsions attosecondes?
R1: Il est possible pour la première fois de suivre la dynamique des électrons dans la matière.

Q2: Pourriez-vous décrire les défis les plus significatifs que vous avez rencontrés lors de la génération et de la caractérisation des impulsions attosecondes?
R2: La génération de trains d'impulsions attosecondes (APT) est fondamentalement la même que celle des harmoniques élevées. Elle nécessite un laser intense, un milieu relativement dense et un bon appariement de phase. Pour générer des impulsions attosecondes isolées (IAP), l'impulsion laser motrice doit durer quelques cycles, ce qui est plutôt difficile. Les impulsions attosecondes sont obtenues par la largeur de bande totale de l'émission harmonique selon Fourier.

Q3: Comment le domaine de la science attoseconde a-t-il évolué depuis votre découverte significative?
R3: Le domaine a principalement évolué vers les applications. Une exception est la génération de ce qui est le record mondial actuel de 43 as IAP. Ce record a déjà 10 ans et est difficile à battre!

Q4: Vous avez développé la technologie RABBITT pour caractériser les impulsions attosecondes. Quels sont les points clés et les avantages de cette technologie?
R4: RABBITT est basé sur le processus de photoionisation d'un atome cible par les harmoniques élevées superposées au faisceau retardé du laser moteur. Cela crée des bandes latérales dans le spectre à des fréquences au milieu de chaque couple d'harmoniques consécutives. Par rapport au retard, les amplitudes des bandes latérales oscillent avec une phase qui est fondamentalement la différence de phase entre les deux harmoniques adjacentes. C'est la propriété clé qui, avec les amplitudes spectrales des harmoniques, contrôle les impulsions attosecondes de l'APT. La technique est relativement simple et très robuste.

Q5: Quelles sont les limites actuelles de la science attoseconde, et comment les recherches futures pourraient-elles les surmonter?
R5: Une limitation est due à la dispersion des temps de recollision en fonction de l'énergie (attochirp). Cet attochirp diminue en fonction de l'intensité et de la longueur d'onde du laser, donc les lasers moteurs avec des longueurs d'onde entre 5 et 10 µm permettront probablement des APT plus courts.

Q6: Comment voyez-vous la science attoseconde impacter d'autres domaines tels que l'informatique quantique, la technologie des semi-conducteurs ou l'imagerie médicale?
R6: Beaucoup reste à faire! Le spectre harmonique a déjà été appliqué à la technologie des semi-conducteurs (en raison de l'avantage de la courte longueur d'onde) et à la spectroscopie médicale pour la détection précoce des cancers par le groupe de Ferenc Krausz.

Q7: Prévoyez-vous que la technologie laser attoseconde soit intégrée dans des applications industrielles dans un avenir proche?
R7: Pas sûr. Peut-être peut-elle être appliquée pour améliorer la précision des horloges atomiques ou pour l'informatique quantique. Les applications industrielles seront limitées car la configuration de base est compliquée et nécessite un équipement laser délicat.

Q8: Votre découverte ouvre une "fenêtre temporelle" sur le monde microscopique, quels sont les prochains grands jalons que les chercheurs devraient viser dans la science attoseconde?
R8: Pas sûr. Prendre des images d'objets se déplaçant très rapidement. Le microscope attoseconde est peut-être la prochaine technologie dans cette direction.

Q9: Comment envisagez-vous le rôle de l'intelligence artificielle dans l'avancement de la recherche attoseconde?
R9: Je ne vois pas beaucoup d'aide venir de l'IA. Je peux me tromper!

Q10: En regardant en arrière, qu'est-ce qui vous a initialement inspiré à poursuivre des recherches en optique ultra-rapide et en science attoseconde? Pouvez-vous partager l'histoire?
R10: Un élément était la collaboration avec le LOA où les lasers femtosecondes ont été développés avant Saclay. Un autre était l'expérience avec ATI, qui est le dispositif non linéaire utilisé dans RABBITT.

Q11: La collaboration joue un rôle vital dans la recherche. Pouvez-vous partager votre expérience de travail avec d'autres scientifiques, y compris vos collègues lauréats du prix Nobel?
R11: Parmi toutes les personnes dont j'ai grandement bénéficié à l'époque de Saclay/LOA: Guillaume Petite, Nassem Rahman, et naturellement Anne L'Huillier; toute l'équipe du LOA a beaucoup aidé en nous enseignant les secrets fs. Le rôle de Harm Muller d'Amsterdam FOM était essentiel dans l'expérience de 2001, et la collaboration de longue durée avec lui a été une composante forte de ma recherche. Alfred Maquet et ses collaborateurs ont été déterminants pour la théorie sous-jacente à RABBITT et sans le travail des deux étudiants Pierre Mary Paul et Elena Toma, l'expérience de 2001 n'aurait pas pu réussir. Plus récemment, Lou DiMauro à Ohio State m'a donné une seconde vie après la retraite obligatoire de Saclay. J'étais très heureux qu'ils puissent tous venir à Stockholm. Avec Ferenc Krausz, malheureusement, nos contacts se sont limités aux réunions de notre réseau européen.

Q12: De nombreux scientifiques luttent pour équilibrer le travail théorique et la validation expérimentale. Comment avez-vous abordé ce défi dans vos propres recherches?
R12: Je suis fondamentalement un expérimentateur. J'essaie soit de vérifier une théorie préexistante (comme ATI ou RABBITT) soit d'interpréter certaines observations en utilisant la théorie disponible. Parfois, l'expérimentateur fait une observation qui n'était pas du tout attendue et qui n'a pas d'explication évidente, comme les harmoniques d'Anne.

Q13: Quel conseil donneriez-vous aux jeunes chercheurs qui aspirent à travailler dans l'optique ultra-rapide et la physique attoseconde?
R13: Développez des lasers IR et travaillez à améliorer la résolution de l'APT qui n'est pas encore très élevée.

Q14: Comment pensez-vous que la recherche fondamentale en physique contribue à résoudre des problèmes du monde réel?
R14: Je crois toujours que la physique fondamentale est derrière toutes les applications et qu'aucun problème du "monde réel" ne pourrait être résolu sans comprendre les fondamentaux.

Q15: Comment la victoire du prix Nobel a-t-elle influencé votre recherche et votre perspective sur la science?
R15: Le prix Nobel a été une surprise personnelle. J'espère que le prestige du prix aidera au financement et attirera de jeunes talents.

Q16: Votre remarquable découverte montre un paradigme de rupture des frontières des disciplines. Notre journal eLight vise également à élargir les frontières de l'optique et à découvrir des recherches transformées pour changer le monde. Quelles sont vos suggestions et attentes pour eLight?
R16: Il y a beaucoup de notre monde que nous comprenons à travers la lumière, de la structure atomique à la taille de l'Univers. La lumière laser a ouvert une abondance de nouveaux phénomènes avec une haute intensité et maintenant avec des impulsions extrêmement courtes. Les deux aspects devraient conduire à des découvertes méritant l'attention d'eLight.


Références
DOI
10.1186/s43593-025-00091-z

URL de la source originale
https://doi.org/10.1186/s43593-025-00091-z

Journal
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