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Le Superlens record bat la limite de diffraction
Cela doit faire 10 ans que John Pendry de l'Imperial College de Londres a imaginé l'idée des superlentilles. Jusque-là, les physiciens pensaient que la résolution de toutes les lentilles était limitée par un phénomène appelé limite de diffraction, qui veut que l'on ne puisse rien voir plus petit qu'environ la moitié de la longueur d'onde de la lumière d'éclairage.
C'est vrai si vous regardez la composante de propagation des ondes lumineuses. Mais la lumière enregistre également des détails inférieurs à la longueur d'onde dans ses composants évanescents, qui ne se propagent pas. Du moins pas habituellement. Ce que Pendry a montré, c'est que les composants évanescents peuvent se propager dans un matériau avec un indice de réfraction négatif, et il a souligné qu'un mince film d'argent devrait avoir les bonnes propriétés.
Depuis lors, la course est lancée pour construire des superlentilles. En 2005, Nicolas Fang de l'Université de l'Illinois à Urbana-Champaign en a créé un qui pouvait enregistrer des détails aussi petits qu'un sixième de longueur d'onde. C'était une amélioration significative par rapport à la limite de diffraction, mais pourquoi pas mieux ?
Il s'avère que les films d'argent de quelques dizaines de nanomètres d'épaisseur sont extrêmement difficiles à réaliser. À cette échelle, l'argent a tendance à s'agglomérer en îles, comme l'eau sur le plastique, ce qui rend le film plutôt irrégulier. Cela réduit considérablement la capacité des ondes évanescentes à se propager.
Maintenant, Fang et quelques amis, dont Stan Williams de HP Labs, à Palo Alto, en Californie, ont découvert comment rendre les films argentiques minces lisses. L'astuce consiste à faire croître l'argent sur une couche de germanium, ce qui l'oblige à former un film mince et lisse.
Ce nouvel objectif est une énorme amélioration. Avec une résolution record d'un douzième de la longueur d'onde de la lumière, il ouvre un tout nouveau domaine d'imagerie lorsqu'il est étendu au champ lointain, un exploit qui peut être réalisé en collant une surface argentée ondulée sur le superlentille, dit l'équipe.
Et une plus grande résolution devrait encore être possible : la limite théorique est d'un vingtième de longueur d'onde.
Fang et ses collaborateurs concluent par la prédiction dramatique que ces superlentilles devraient permettre de filmer des molécules en action en temps réel avec la lumière visible.
Cela devrait être un film impressionnant.
Réf : arxiv.org/abs/0906.1213 : Imagerie à l'échelle moléculaire avec un Superlens lisse