Serge Haroche, Prix Nobel de Physique 2012


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Serge Haroche, né à Casablanca en 1944, est un spécialiste de physique atomique et d’optique quantique. Les expériences qu’il a conduites avec son équipe ont permis d’étudier et d’illustrer certains postulats de la mécanique quantique qui défient l’intuition.
Avec ses collègues Jean-Michel Raimond (Université Pierre et Marie Curie) et Michel Brune (CNRS), ils ont réussi en 2007 à suivre l’histoire d’un photon (particule élémentaire de lumière) unique dans une cavité électromagnétique en le « voyant » plusieurs centaines de fois (pendant 500 millisecondes, un record mondial), et ont mis en évidence sa disparition soudaine et imprévisible dans un saut quantique. Pour la première fois, il a été montré qu’il n’est pas nécessaire de détruire un photon unique pour l’observer.
En 2008, ils ont pu observer sur un petit paquet de photons le passage d’un état de superposition quantique à un état décrit par les lois de la physique classique (phénomène de « décohérence ») : ils ont ainsi contribué à mieux comprendre pourquoi les systèmes macroscopiques peuvent en général être décrits par des concepts classiques.

Au-delà de ces enjeux très fondamentaux, ces différentes manipulations de photons et d’atomes permettent de réaliser des prototypes démontrant des méthodes générales de stockage d’information et de calcul quantiques. Les expériences de Serge Haroche et de son équipe contribuent largement au développement de la nouvelle physique à la base de l’information quantique.

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David Wineland, co-lauréat du prix Nobel de physique 2012, étudie avec son équipe non pas des électrons, mais des chaînes d’ions piégés à très basse température, au voisinage du zéro absolu. Ses travaux ont permis de fabriquer les horloges atomiques optiques les plus précises au monde : 100 000 fois plus que les horloges atomiques à césium.






Nommé en 2001 professeur au Collège de France dans la chaire de physique quantique, Serge Haroche dirige le groupe d’électrodynamique des systèmes simples au sein du laboratoire Kastler Brossel, unité mixte de recherche dont les tutelles sont le CNRS, l’École normale supérieure et l’Université Pierre-et-Marie-Curie. Il est administrateur au Collège de France.
Serge Haroche avait déjà été récompensé en 2009 par la Médaille d’Or du CNRS. Il est membre de l’Académie des sciences, de l’Académie européenne des sciences, et membre associé de l’Académie nationale des sciences des Etats-Unis.

Comme le souligne Claude Cohen-Tannoudji, prix Nobel de physique en 1997, « le prix Nobel de 2012 montre clairement que toute recherche fondamentale de qualité s’inscrit dans une perspective de long terme. Pour le laboratoire Kastler Brossel, le fait que ce prix soit le troisième décerné à l’un de ses membres depuis sa création en 1951 souligne l’importance de l’atmosphère que les deux fondateurs de ce laboratoire ont su créer autour d’eux. »

Serge Haroche devient ainsi le 13e prix Nobel de physique français couronné par l’Académie des Sciences de Suède. Une excellente nouvelle pour la recherche française.



Les deux miroirs de la boîte à photons de l’ENS
© CNRS Photothèque/LKB/Michel Brune.


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Décohérence d’un chat de Schrödinger – © Igor Dotsenko / LKB.


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Serge Haroche dans son laboratoire
© CNRS Photothèque / Christophe Lebedinsky.




Observer un champ peut figer son évolution : c’est l’effet Zénon quantique.

© Michel Brune / LKB.


Pour en savoir plus :

Article de Claude Guthmann sur le blog des sciences du site mavoiescientifique, « Nobel de physique 2012 : isoler un photon, isoler un ion, deux gageures pour le science ».


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