Des physiciens français sont parvenus à suivre la vie d'un photon, la particule de la lumière, depuis sa naissance jusqu'à sa mort.

L'équipe de l'Université Paris VI a détecté sa présence une centaine de fois sur des périodes allant jusqu'à la demi-seconde.

Selon les scientifiques, il n'est pas facile de piéger une particule de matière, le seul fait de mesurer un photon suffit à le détruire.
Les photons, c'est facile à détecter. Vous en détectez chaque seconde en regardant votre écran d'ordinateur. Mais vous ne le faites qu'une fois. Vous en faites une analyse post-mortem. Nous, on l'analyse in vivo. On le regarde vivre. — Jean-Michel Raimond

Le photon partage à la fois des caractéristiques des particules de matière et du rayonnement électromagnétique. Il se déplace à la vitesse de la lumière, ce qui complique les choses pour ceux qui veulent l'étudier.

Pour le faire, les scientifiques ont créé une cavité aux parois formées de miroirs superconducteurs et très réfléchissants. En moyenne, les photons y resteront piégés pendant 0,13 seconde, soit le temps qu'il leur faudrait habituellement pour parcourir un dixième de la distance Terre-Lune.

Piéger un photon était le vieux rêve d'Albert Einstein.

Pour compter les photons, les scientifiques utilisent habituellement des détecteurs de lumière mesurant l'énergie relâchée par les particules qui les frappent. Toutefois, dans la collision, le photon disparaît. Les physiciens ne savaient pas jusqu'ici comment détecter un même photon à différentes étapes de sa vie.

L'équipe de Kastler Brossel a dirigé un flux d'atomes de rubidium dans sa cavité, afin d'y arriver. Chacun de ces atomes fonctionne comme une petite horloge, dont le pendule est constitué par ses électrons. Le champ électrique du photon, si faible soit-il, suffit à ralentir la fréquence de ce pendule.

Pour être certain de la présence d'un photon, il suffit alors de comparer avec l'aide d'une horloge atomique ultra précise la différence de fréquence entre l'atome passé à travers la boîte et un atome témoin qui n'a pas interagi avec la particule de lumière.

Les résultats complets de cette expérience sont publiés dans le magazine Nature.

Selon le physicien allemand Ferdinand Schmidt-Kaler, qui signe un commentaire dans le magazine, la présente expérience constitue un nouveau pas en avant dans la mise au point d'ordinateurs quantiques où l'information sera entreposée et véhiculée par la lumière.