Les physiciens ont construit un anneau dans lequel des impulsions de fouet de lumière tournent les unes autour des autres et les règles normales qui régissent le comportement de la lumière ne s'appliquent plus.
Dans des circonstances normales, la lumière affiche certains enfants de symétrie physique. Tout d'abord, si vous jouiez une bande de comportement de la lumière vers l'avant puis vers l'arrière, vous le verriez se comporter de la même manière en se déplaçant dans les deux directions dans le temps. C'est ce qu'on appelle la symétrie d'inversion temporelle. Et deuxièmement, la lumière, qui peut se déplacer dans le monde comme une onde, a ce qu'on appelle la polarisation: comment elle oscille par rapport au mouvement de l'onde. Cette polarisation reste généralement la même, offrant un autre type de symétrie.
Mais à l'intérieur de cet appareil en forme d'anneau, la lumière perd à la fois sa symétrie d'inversion du temps et change sa polarisation. À l'intérieur de l'anneau, les ondes lumineuses tournent en cercle et résonnent les unes avec les autres, produisant des effets qui n'existent normalement pas dans le monde extérieur.
Les chercheurs savaient déjà que, dans certaines circonstances, lorsque la lumière rebondit à l'intérieur des anneaux optiques, elle peut perdre sa symétrie d'inversion du temps. Les pics de ses ondes n'apparaissent pas au point où la symétrie les oblige à l'intérieur de l'anneau optique. Mais dans un nouvel article, publié jeudi 10 janvier dans la revue Physical Review Letters, une équipe du National Physical Laboratory a montré que cela peut se produire en même temps que des changements spontanés de polarisation.
Lorsque l'équipe a pompé des impulsions de lumière laser soigneusement synchronisées dans un appareil appelé «résonateur en anneau optique», les pics de lumière se sont arrangés de manière impossible sous la symétrie d'inversion du temps. En se faisant des cercles, ils ont formé des motifs qui ne fonctionnent que dans une seule direction dans le temps. Dans le même temps, la lumière a perdu sa polarisation verticale - ses ondes ont cessé de se déplacer de haut en bas et ont plutôt formé des ellipses.
Cette recherche, ont déclaré les physiciens dans un communiqué, ouvre de nouvelles portes pour manipuler la lumière. Il permettra aux chercheurs de travailler avec plus de précision et de proposer de nouvelles conceptions pour les circuits optiques qui vont dans des appareils comme les horloges atomiques et les ordinateurs quantiques. Et cela raconte à la science quelque chose sur la lumière qu'elle n'avait jamais connu auparavant.
