Redéfinir la luminosité : une nouvelle façon de mesurer la lumière

Publié le mercredi 3 avril 2019

Une ampoule électrique dans le noir

 

L’ampoule de 100 watts que vous venez d'acheter pour votre lampe de salon ne sera peut-être plus jamais la même grâce à des chercheurs de l'Université d'Ottawa. Samuel Lemieux et ses collègues ont travaillé à la mise au point d'une méthode plus efficace, moins coûteuse et plus fiable pour mesurer l'intensité de la lumière, et leur découverte pourrait donner lieu à un nouvel étalon de mesure pour la luminosité.

Cette découverte pourrait mener à une meilleure classification des ampoules électriques, ce qui est intéressant, mais assez banal. Dans le monde scientifique et dans les laboratoires du monde entier, cependant, elle pourrait offrir beaucoup, beaucoup plus.

Nous calibrons les balances et nous nous assurons que le monde entier s’ajuste sur un seul et même système de mesure grâce au Système international d'unités, qui définit sept unités de mesure comme un ensemble de base à partir duquel toutes les autres unités SI (SI pour "Système international") peuvent être dérivées.

Le 20 mai 2019, les plus grands scientifiques de la planète changeront une de ces unités : le kilogramme. L’étalon actuel, un cylindre en alliage de platine et d'iridium vieux de 129 ans appelé "Le Grand K", sera remplacé. Le kilogramme sera maintenant rattaché à la constante de Planck, un concept fondamental et universel de la mécanique quantique qui est immuable.

Lemieux et son équipe de l'Université d'Ottawa proposent de faire la même chose, mais avec la façon dont on mesure la lumière. Dans ses recherches, Lemieux a trouvé une nouvelle source de lumière dont la luminosité ne dépend que des lois de la physique. Cette source lumineuse pourrait être utilisée comme une nouvelle norme universelle pour mesurer l'intensité de la lumière, sans avoir besoin d'une source de référence ou d'un détecteur.

 « Nos recherches démontrent ce qui pourrait devenir une nouvelle norme pour l’intensité de la lumière, a expliqué Lemieux. Le processus qui produit la lumière est initié par le bruit quantique à l'intérieur d'un cristal non linéaire et amplifié pour que nous puissions extraire le nombre total de photons. Cela pourrait avoir de profondes implications sur la précision des méthodes actuelles en radiométrie. »

Cette découverte pourrait changer la façon dont nous définissons et testons l'intensité de la lumière et de la radiation. Elle pourrait aider la communauté scientifique à s'assurer que le monde entier s’appuie sur le même système de mesure, et elle a aussi le potentiel d'être utilisée dans de nombreux laboratoires, puisque contrairement aux autres méthodes disponibles, elle demande des infrastructures très modestes.

La recherche a été publiée dans la revue Nature Physics.

 

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