Récit d’une Invention banale ! » Tel est, en substance, le premier jugement porté en 1960 sur le travail d’un chercheur d’un petit laboratoire à Malibu, en Californie. Alors que même son supérieur n’y croyait pas, Theodore Maiman, un physicien de 32 ans qui, plus jeune, réparait des appareils électriques pour se payer les frais d’université, est parvenu à concrétiser l’idée un peu folle d’Arthur Schawlow et Charles Townes, deux scientifiques théoriciens : produire, grâce aux lois de la mécanique quantique, un faisceau de lumière amplifiée parfaitement rectiligne. Le premier laser était né. Pourtant, la prestigieuse revue Physical Review Letters, à qui Theodore Maiman a envoyé son compte rendu d’expérience, rejette l’article : « Encore un énième papier sur les masers [l’ancêtre du laser fonctionnant avec des micro-ondes, NDLR] », répond-elle, lapidaire, dans une lettre adressée à Theodore Maiman. Inutile de préciser que l’histoire a donné tort à cette première réaction. Au cœur d’un marché mondial de plusieurs milliards d’euros, le laser est aujourd’hui partout : dans les salons, les supermarchés, les cabinets médicaux, les usines, mais aussi dans les labos de recherche où il a su se rendre indispensable dans toutes les disciplines. En fait, si Theodore Maiman a apporté une contribution historique essentielle au laser, ses véritables inventeurs demeurent Arthur Schawlow et, surtout, Charles Townes qui travaillait dans les années 1950 à l’université de Columbia. Charles Townes recevra le prix Nobel en 1964 pour le développement des concepts ayant amené au maser, puis au laser. Ayant travaillé durant la Seconde Guerre mondiale sur des systèmes de bombardement assistés par radar, Townes était familier des appareils générateurs de micro-ondes (utilisées au même titre que les ondes radio dans les radars). Dans les années 1950, en exploitant ses connaissances et un processus imaginé par Einstein, l’émission stimulée (voir illustrationpp. 20-21), Townes imagine créer un flux de photons tous identiques, obtenus par amplification d’une onde électromagnétique. En quelque sorte, une photocopieuse à photons ! Il fabrique alors l’appareil dit d’amplification de micro-ondes par émission stimulée de radiation, ou maser. C’est la première fois qu’on amplifie à l’identique un rayonnement électromagnétique. Townes se pose alors naturellement la question : la lumière visible peut-elle aussi être amplifiée ? Avec son beau-frère Arthur Schawlow, Charles Townes publie en 1958 un article qui jette les bases théoriques du laser (amplification de lumière par émission stimulée de radiation). Reste que la concrétisation de l’idée est loin d’être une affaire pliée, même si de nombreux laboratoires se lancent dans l’aventure. Il faudra en effet attendre deux ans pour que le bricoleur de génie de Malibu Theodore Maiman fabrique le premier laser en utilisant un barreau de L’ENQUÊTE 19 RÉCIT D’UNE DÉCOUVERTE LUMINEUSE > 19 DES LASERS À TOUT FAIRE > 22 D’AUTRES PROMESSES POUR DEMAIN > 25 Le physicien américain Theodore Maiman, concepteur du tout premier laser. rubis. Il publiera finalement ses recherches dans la revue scientifique Nature. Son laboratoire organise une campagne de publicité pour promouvoir son invention. Dans le monde entier, c’est la course à qui obtiendra l’effet laser avec des systèmes physiques différents du rubis qu’avait utilisé Theodore Maiman. On ignore alors toujours à quoi servira cet instrument qui délivre un fin pinceau de lumière, mais une chose est sûre : le laser fascine. > Le journal du CNRS n°243 avril 2010 © HRL Laboratories, LLC