Toujours suivre la lumière

Nicolò, vous êtes physicien et spécialiste des matériaux à l’Université du Luxembourg. À quoi les visiteurs peuvent-ils s’attendre en participant à votre atelier dans le cadre du Science Festival ?

Notre atelier consistera principalement à montrer comment voir de très petits objets à l’aide de la lumière. Nous voulons aussi expliquer un peu comment fonctionne un microscope. En 2014, le prix Nobel de chimie a été décerné à des chercheurs qui, à l’aide de nouvelles technologies, ont réussi à réaliser des images à ultra-haute résolution de très petites molécules dans des cellules. Cela nous permet de comprendre de nombreux processus biologiques. Nous voulons expliquer aux participants de notre atelier comment les images sont créées à l’intérieur du microscope. Nous voulons montrer quelles sont les limites du travail avec les microscopes conventionnels et pourquoi ces images à ultra-haute résolution sont si particulières.

En quoi ces images à ultra-haute résolution sont-elles si particulières ?

Avant cette découverte, on supposait qu’il était impossible de voir des objets plus petits que la moitié d’une onde lumineuse. Nous pensions que nous avions atteint la limite de ce qui était physiquement possible. Et lorsque les chercheurs ont avancé l’idée qu’il existait en fait un moyen de dépasser cette limite, dans un premier temps ils n’ont pas vraiment été pris au sérieux. Ils ont démontré que c’était possible, et cela leur a valu le prix Nobel.  Voilà une chose que j’aime aussi transmettre aux étudiants et aux élèves : vous ne devez pas avoir peur de remettre les choses en question. Si vous n’êtes pas complètement convaincu par une idée, vous devez approfondir le sujet. C’est la seule façon de faire des découvertes.

C’est votre première participation au Science Festival ?

Oui, c’est ma première fois ici. Mais j’ai déjà participé à des événements similaires à l’étranger et aussi à TEDx au Luxembourg il y a quelques années. J’y prends beaucoup de plaisir et je pense aussi qu’il est plus important que jamais de susciter l’intérêt du public pour la science.

Dans quelle mesure des événements comme le Science Festival peuvent-ils y contribuer ?

Nombreux sont ceux qui ne comprennent pas vraiment ce que nous autres, scientifiques, faisons, comment nous le faisons et surtout pourquoi nous le faisons. J’ai moi-même de nombreux amis qui ne travaillent pas dans le domaine de la recherche. Certains d’entre eux pensent que nous traînons dans un laboratoire quelque part, à jouer avec des lasers. Mais ils ne perçoivent pas l’objectif réel de notre travail. Je prends alors l’exemple du smartphone, car il est très parlant : l’appareil est truffé de matériaux qui ont fait l’objet de recherches depuis 150 ans. Et pourtant, il a fallu un bon siècle et demi pour que le premier smartphone arrive.

En fait, tout commence toujours avec des gens qui essaient des choses dans des laboratoires ou qui jouent avec des lasers, afin de comprendre comment quelque chose fonctionne. Et je pense que l’un des principaux objectifs de chaque établissement de recherche et de chaque université devrait être de communiquer sur leurs travaux auprès du grand public, en des termes compréhensibles. Il est essentiel que les gens apprennent quelque chose, mais en même temps il ne faut pas les ennuyer avec des détails. Il suffit souvent d’exposer la vision ou l’idée qui sous-tend la recherche. Et parfois, on est à la limite de la science-fiction. Si vous étiez arrivé il y a 150 ans avec votre iPhone, tout le monde vous aurait probablement pris pour un extraterrestre.

Sur quoi portent vos recherches à l’Université du Luxembourg ?

Eh bien, grosso modo, nous utilisons des impulsions lumineuses très, très courtes pour stimuler les matériaux et les molécules. Nous essayons ainsi d’étudier les principales propriétés physiques de ces matériaux pour découvrir, par exemple, comment certains métaux conduisent l’électricité. Nous stimulons les électrons dans les métaux avec des impulsions lumineuses et nous voyons ensuite comment ils se déplacent. Nous ne voyons pas à proprement parler les électrons, mais nous distinguons les propriétés de la lumière lorsqu’elle traverse ou non le matériau.

Nous étudions également le comportement des matériaux lorsqu’ils sont très grands ou très, très petits - à l’échelle nanométrique. Parce que les matériaux se comportent très différemment à cette échelle. Ils changent aussi beaucoup plus rapidement. Concrètement, il ne faut qu’environ un million de milliardième de seconde à un électron pour se déplacer autour du noyau d’un atome. Du point de vue d’un électron, nous sommes très vieux, plus vieux que l’univers entier ne l’est pour nous.

Interview : Uwe Hentschel

Photos : Nicolò Maccaferri