Comment marche un laser ?

Voilà une question que l'on me pose souvent! La plupart des gens pense probablement que le laser n'est qu'une sorte de torche dont le faisceau est très fin et très puissant. Et ils n'ont pas tort. La grande, l'énorme différence avec la simple lampe torche, c'est la technologie et le travail théorique qui ont rendu possible cette formidable invention.

On peut déjà se faire une petite idée lorsqu'on s'intéresse à ce que le mot LASER veut dire. Il s'agit d'un acronyme pour Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation. En français, "amplification de lumière par émission stimulée de rayonnement", ce qui sonne tout de suite un peu plus technique que "lampe de poche". Aujourd'hui, des caisses des supermarchés aux lecteurs blu-ray, en passant par les jouets pour chats, l'usage du laser s'est généralisé au point que l'on oublie souvent combien son invention a été laborieuse. Entre l'exposé du principe de l'émission stimulée par Einstein en 1917 et la réalisation du premier laser par le physicien américain Théodore Maiman en 1960, plus de 40 ans de développement auront été nécessaires. 

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La théorie de la relativité restreinte expliquée

1) Introduction 

Il y a, dans l'histoire de la Physique, des découvertes remarquables, des inventions extraordinaires et des Hommes de génie. Galilée a formulé les premières lois de la dynamique, Newton a (co)inventé le calcul différentiel et découvert la loi de la gravitation, Maxwell a mis en équations les phénomènes électromagnétiques.. Si tous ont permis des avancées majeures dans leur domaine, personne n'a révolutionné notre vision de l'univers comme Albert Einstein. Avec sa contribution fondamentale à la mécanique quantique (il obtiendra le prix Nobel en 1921 pour son explication audacieuse de l'effet photoélectrique) et sa théorie de la relativité (avec la célèbre équation E = mc²), il a fait basculé l'édifice de la physique dite "classique" et propulsé l'Homme dans un monde nouveau.

Représentation de la courbure de l'espace-temps due à la Terre

Son génie tient autant aux équations qu'il a écrites qu' à sa faculté hors du commun à voir les choses sous un angle nouveau. Pendant que Picasso réinventait l'espace et bouleversait la perspective, Einstein réinventait notre vision du monde. Avec des idées à la fois merveilleusement simples et terriblement folles, Einstein a été capable de dépasser ce que l'on tenait pour acquis depuis des siècles, de donner un cadre nouveau à la science, dans lequel les résultats des expériences prenaient un sens radicalement différent.

Ainsi, sa théorie de la relativité restreinte, publiée en 1905, dans laquelle il montre pour la première fois que le temps et l'espace sont des notions liées, est assez accessible. Ce qui l'est moins, c'est d'accepter ce que cela implique, par exemple, le fait que le temps s'écoule plus ou moins rapidement selon la vitesse ! Dix ans plus tard, il généralise les principes exposés dans la première version et publie sa théorie de la relativité générale, dans laquelle la force gravitationnelle devient une courbure de l'espace-temps.

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