Estivales de la Malepère - Cycle de Conférences - Gérard Mourou à Arzens

Conférence : Gérard MOUROU, Physicien, spécialiste de la lumière et des lasers de haute puissance, Professeur émérite à l'Ecole Polytechnique et à l'Université du Michigan, Ann Arbor (USA), Prix Nobel de Physique 2018, Docteur Honoris Causa de l'Université de Pékin
"La lumière, le laser ultra intense et ses applications"

Gérard Mourou est à l’origine de nombreuses contributions dans le domaine des lasers ultracourts, de
l'électronique ultra rapide ainsi qu'en médecine dans le domaine de l'ophtalmologie femtoseconde.
Cependant son invention la plus importante est certainement la technique d'amplification laser
universellement utilisée et connue sous le nom d'amplification à dérive de fréquence, en anglais CPA pour
« Chirped Pulse Amplification ». L’article scientifique décrivant le CPA a été cité plus de 7000 fois.
La technique CPA a révolutionné le domaine de l'optique car elle a permis la génération d'intensités laser
extrêmement élevées qui a donné accès au développement d’une nouvelle branche de l'optique connue
sous le nom d'optique relativiste, où l'interaction laser-matière est dominée par le caractère relativiste des
électrons. Ce régime rend possible la construction d’accélérateurs de particules extrêmement intenses
compacts et efficaces pouvant produire des faisceaux de particules et de rayonnement cohérents de haute
énergie, ouvrant ainsi un nombre insondable d'applications scientifiques, notamment l'astrophysique laser, la
cosmologie, la polarisation du vide, la matérialisation de la lumière, la physique au-delà du modèle standard,
l’usine de Higgs, la matière noire. Son offre d'applications sociétales est également vaste et comprend la
transmutation des déchets nucléaires pour l'environnement, la possibilité de construire des réacteurs souscritiques
pour une énergie nucléaire sûre, la pharmacologie nucléaire, la protonthérapie en médecine et
également l’élimination des débris orbitaux produits par les applications spatiales.

Le domaine de l'optique relativiste est l'un des domaines les plus actifs de la physique aujourd'hui. Gérard
Mourou, a proposé à l'ESFRI (European Strategy Forum on Research Infrastructures), avec douze
partenaires, l’Infrastructure ELI (Extreme Light Infrastructure).Celle-ci est constituée de lasers CPA
extrêmement puissants installés en Hongrie, Tchéquie et Roumanie. Elle est unique au monde.
Notons aussi que Gérard Mourou a aussi bien d'autres centres d'intérêts. Notamment en médecine où il a
été le pionnier du domaine de l'ophtalmologie femtoseconde développée à l'Université du Michigan. Dans
cette application, le laser femtoseconde est utilisé pour effectuer des coupes précises de la cornée pour la
correction de la myopie ou la greffe de cornée. Aujourd'hui, plus de 3 millions de patients chaque année
bénéficient de la procédure femtoseconde. Ses dernières passions sociétales sont basées sur l’utilisation
des impulsions femtosecondes pour la production d’une énergie nucléaire, propre et abondante ainsi que le
développement d’une thérapie nouvelle pour le traitement du cancer.

Gérard Mourou a reçu le prix Nobel de physique 2018, qui récompensait ses travaux initiés en 1985 sur les
lasers de puissance. Il partageait cette récompense avec la canadienne Donna Strickland qui fut son élève,
pour avoir conjointement élaboré une méthode de génération d’impulsions optiques ultracourtes de haute
intensité et Arthur Ashkin pour l’invention des pinces optiques.

Sa carrière scientifique et ses travaux se sont déroulées au Canada et aux USA, dans les universités de
Californie et du Michigan. De retour en France, dans les années 2000, il développe, au sein du Laboratoire
d'Optique Appliquée (LOA), unité mixte de l'École polytechnique, du CNRS et de l'ENSTA ParisTech, puis
de l'Institut de la Lumière Extrême (ILE), des recherches sur les lasers de puissance ultra-intenses et
« grand flux » qui lui ont valu cette récompense prestigieuse.