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Lumière : vitesse variable

20-03-2019

Photo: Klaus P. Rausch @ Pixabay 

La lumière est une onde électromagnétique, et sa vitesse dépend uniquement du milieu dans lequel elle se propage, c’est-à-dire des atomes qu’elle rencontre sur son chemin. Ainsi, la vitesse de la lumière est maximale dans le vide, comme dans l’espace, car il n’y aucune matière pour lui faire obstacle. Elle s’y déplace à près de 300 000 km par seconde. C’est presque 8 fois le tour de la Terre en une seule seconde! Cette valeur est une constante physique fondamentale qu’on appelle la célérité (désignée par la lettre c, comme dans la fameuse formule E=mc2).

Lorsque cette lumière passe du vide à notre atmosphère, elle doit chercher la route la plus efficace pour se frayer un passage entre les atomes qui se promènent dans l’air. Comme une auto prise dans le trafic, sa trajectoire et sa vitesse s’en voient modifiées. C’est le phénomène de la réfraction.

On quantifie ce phénomène en attribuant un indice de réfraction à chaque milieu. Plus cet indice est grand, plus la lumière voyage lentement dans le milieu. Le diamant possède un des indices de réfraction les plus élevés des matériaux naturels. La lumière est 2,4 fois plus lente lorsqu’elle le traverse. Cela équivaut à une vitesse de 125 000 km/s. Tu peux encore courir longtemps pour la rattraper!

Et pourtant, il est possible de ralentir la lumière pour que sa vitesse soit encore plus basse qu’un randonneur qui traine le pieds. Durant des expériences en laboratoire au début des années 2000, des scientifiques ont réussit à ralentir un rayon lumineux sous la barre des 1.5 km/h. Leurs essais suivants ont même permis de stopper la lumière… pendant quelques centièmes de millisecondes!

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