Des chercheurs de l'Université du Michigan ont développé un nouveau type d'ampoule à incandescence. Grâce à la conception précise du filament, cette ampoule est capable d'émettre une lumière polarisée elliptiquement (lumière torsadée) et est 100 fois plus lumineuse que les méthodes précédentes. Cette nouvelle conception contribue à améliorer la compréhension des principes fondamentaux de la physique et ouvre la voie aux systèmes de vision robotique et à d'autres applications technologiques de pointe.
Selon les chercheurs, la lumière torsadée peut être produite grâce à la même technologie que l'ampoule Edison centenaire (ampoule à filament). La lumière torsadée se propage en spirale dans l'espace. Cette propriété, appelée "chiralité", permet de distinguer les objets en fonction de la distorsion lumineuse unique émise ou réfléchie par l'objet. La lumière torsadée est importante dans les technologies avancées d'imagerie et de détection, permettant aux voitures autonomes ou aux robots de distinguer les objets environnants.
Il était traditionnellement difficile de produire une lumière torsadée en raison de sa faible luminosité. Cette fois, les chercheurs ont résolu ce problème en revisitant un concept classique : le rayonnement du corps noir.
Les lois fondamentales de la physique stipulent que tous les objets émettent des photons tant que la température est supérieure au zéro absolu. Cependant, certains objets absorbent autant de photons qu'ils en émettent, un phénomène appelé rayonnement du corps noir.
Le rayonnement du corps noir émet généralement un large spectre lumineux et apparaît blanc à l'œil nu. Cependant, la forme de l'émetteur à l'échelle microscopique ou nanométrique peut modifier la polarisation de la lumière, c'est-à-dire la direction de son oscillation. Les chercheurs ont découvert que lorsque l'émetteur est tordu à une échelle comparable à la longueur d'onde de la lumière émise, le rayonnement du corps noir résultant devient un rayonnement chiral et les photons sont torsadés.
Les chercheurs ont déclaré qu'il s'agissait de la première création d'une lumière torsadée aussi brillante. Ils envisagent que, grâce à cette technologie, les robots et les voitures autonomes seraient équipés de capteurs dotés de capacités visuelles, comme les crevettes-mantes, capables de distinguer différents types de lumière torsadée. Par exemple, les torsades lumineuses uniques émises par différents matériaux pourraient servir à identifier des obstacles ou des organismes.
Cette lumière torsadée a également le potentiel d’améliorer d’autres technologies d’imagerie, telles que des diagnostics médicaux plus précis et des images de science des matériaux, et est également d’une grande importance pour l’amélioration des systèmes de communication.
