Les physiciens chinois sont sur le point de « briser le vide » – un phénomène créé par des lasers d’une puissance sans précédent qui déchirent physiquement les particules du vide, montrant que la matière et l’énergie sont interchangeables, comme le théorisa Albert Einstein avec son équation E = mc2.
En 2016, l’installation laser ultrarapide de Shanghai Superintense, également connue sous le nom de SULF, est devenue la première à produire une impulsion laser de plus de cinq pétawatts, soit cinq millions de milliards de watts, selon la revue Science. Fin 2018, les chercheurs du SULF visent à dépasser 10 pétawatts. Tandis qu’une telle impulsion durerait moins d’un billionième de seconde, pour ce moment infinitésimal, elle emporterait plus de 1 000 fois la puissance de chaque réseau électrique du monde combiné. Et le plus ambitieux de tous, ils construisent maintenant un laser de 100 PW connu sous le nom de Station of Extreme Light, connu sous le nom de SEL, qui pourrait être assez puissant pour déchirer des électrons et des positrons (l’image miroir des électrons, les homologues antimatière) de le tissu de l’espace.
C’est essentiellement l’inverse du processus par lequel nous convertissons la chaleur et la lumière en matière pour créer des armes nucléaires – convertirions la lumière en matière. Il pourrait créer des environnements de température et de pression extrêmes – le genre de conditions qui existent rarement naturellement sur Terre – les rendant précieuses pour la recherche en astrophysique, selon Forbes.
« Ce serait très excitant », a déclaré le physicien Ruxin Li à Science. « Cela voudrait dire que vous pourriez générer quelque chose à partir de rien. »
L’équipe pourrait potentiellement déchirer l’espace de plusieurs façons. Ils pourraient utiliser un seul faisceau laser, en le concentrant sur une cible vide à l’intérieur d’une chambre scellée sous vide. Mais s’ils visent deux faisceaux l’un sur l’autre, ils pourraient indirectement générer plus d’élan.
Les particules de deux faisceaux dirigés l’un vers l’autre pourraient passer l’une à travers l’autre, mais certains physiciens croient qu’il est possible que les photons se dispersent au lieu de se heurter les uns aux autres, selon Science. Puisque nous n’avons pas encore documenté de telles collisions photoniques frontales, il faut encore le prouver d’une façon ou d’une autre. Il est possible que des impulsions laser puissent d’abord déchirer les électrons d’un nuage d’hélium gazeux, après quoi une plus grande partie des photons du laser rebondiront autour de ces électrons libérés et se transformeront en rayons gamma de haute énergie.
« Les prédictions remontent au début des années 1930 », a déclaré Tom Heinzl, un physicien théoricien de l’université de Plymouth au Royaume-Uni. « Ce serait bien si nous pouvions les confirmer expérimentalement. »
Les chercheurs ne sont pas les seuls à poursuivre un laser de 100 PW. Des physiciens roumains et tchèques construisent des lasers puissants dans le cadre de l’Extreme Light Infrastructure en Europe, un projet qui étudie les interactions lumière-matière de courte durée mais de forte intensité. Des conceptions ont également été réalisées par des physiciens en Russie, ainsi qu’au Japon.
Malgré un récent appel des Académies Nationales des Sciences, de l’Ingénierie et de la Médecine pour le Département de l’Energie pour obtenir la création d’au moins une installation laser de grande puissance, les Etats-Unis ne sont pas très compétitifs dans la course , selon la science. Les physiciens de l’Université de Rochester à New York espèrent construire un laser de 75 PW connu sous le nom de Optical Parametric Amplifier Line, ou OPAL.