Pour une grande partie du public, John Pendry est l’homme qui a fait de la « physique d’Harry Potter » une réalité. En tant qu’inventeur du cadre théorique d’une cape d’invisibilité, il a captivé l’imagination du monde en démontrant comment la lumière pouvait être courbée autour d’un objet pour le faire disparaître.
Cependant, pour Pendry, physicien à l’Imperial College de Londres, la cape n’était qu’un tremplin. Alors que le monde célèbre la magie de l’invisibilité, Pendry a franchi une frontière bien plus profonde : les métamatériaux, des substances conçues pour posséder des propriétés qui n’existent pas dans le monde naturel.
La naissance des métamatériaux
L’aventure a commencé au milieu des années 1990, lorsque Pendry a observé comment certaines technologies furtives utilisaient des fibres de carbone désordonnées pour absorber les radars. Il s’est rendu compte que l’efficacité de ces matériaux ne venait pas des atomes eux-mêmes, mais de leur arrangement structurel.
Cette prise de conscience a donné naissance à la science des métamatériaux. Contrairement aux matériaux traditionnels, qui tirent leurs propriétés de leur composition chimique, les métamatériaux tirent les leurs de leur géométrie. En gravant de minuscules rainures, anneaux ou piliers dans une substance à un niveau microscopique, les scientifiques peuvent dicter exactement comment les ondes, qu’elles soient lumineuses, sonores ou sismiques, interagissent avec cet objet.
De la science-fiction à la réalité industrielle
Même si « l’invisibilité » ressemble à une curiosité de laboratoire, les implications commerciales du travail de Pendry sont énormes. Grâce à sa relation professionnelle de longue date avec le capital-risqueur Nathan Myhrvold, les théories de Pendry sont en train de se transformer en un marché qui devrait valoir 6 milliards de livres sterling d’ici 2033.
Les applications pratiques commencent déjà à émerger :
- Métalenses : Au lieu de verre lourd et incurvé, les « métallenses » utilisent des structures plates à l’échelle nanométrique pour focaliser la lumière. Cela permet d’utiliser des objectifs d’appareil photo ultra-fins dans les smartphones, des optiques légères pour les drones et des casques VR plus fins.
- Véhicules autonomes : Les voitures autonomes actuelles s’appuient sur Lidar, des capteurs laser rotatifs encombrants. Les métamatériaux pourraient permettre la création d’un Lidar « à l’état solide », qui dirige électroniquement les faisceaux laser sans pièces mobiles, rendant les capteurs moins chers et plus durables.
- Protection contre les tremblements de terre : Étant donné que les ondes sismiques se comportent mathématiquement comme la lumière, les métamatériaux pourraient théoriquement être utilisés pour « plier » les ondes sismiques autour des fondations d’un bâtiment, le protégeant ainsi de la destruction.
La prochaine frontière : plier le temps
Malgré la révolution industrielle en cours, Pendry reste concentré sur la « pointe » théorique de la physique. Il explore actuellement les métamatériaux temporels, des matériaux qui changent leurs propriétés non seulement dans l’espace, mais aussi dans le temps.
En utilisant des lasers ultrarapides pour modifier l’état d’un matériau en femtosecondes (quadrillionièmes de seconde), Pendry suggère que nous pouvons « transmuter » l’énergie. Cela pourrait nous permettre de décaler les fréquences, par exemple en transformant la lumière rouge en lumière bleue, en injectant ou en drainant l’énergie d’une onde lors de son passage.
Cette recherche ouvre les portes à la simulation des environnements les plus extrêmes de l’univers :
1. Analogues des trous noirs : Pendry a calculé qu’un matériau dont le motif interne se déplace à une vitesse proche de la lumière pourrait créer un « horizon des événements » mathématique, permettant aux scientifiques d’étudier la physique des trous noirs dans un laboratoire contrôlé.
2. Friction quantique : Il étudie comment la modification des propriétés électromagnétiques dans le temps pourrait déclencher l’effet Casimir, créant un nouveau type de friction quantique qui n’a jamais été observé.
“Il arrive un moment où vos recherches commencent à vous échapper”, note Pendry. Pour lui, l’objectif n’est pas la commercialisation du manteau, mais la recherche du prochain mystère « nouveau et passionnant ».
Conclusion
L’héritage de John Pendry ne réside pas dans une cape magique, mais dans la restructuration fondamentale de la façon dont nous manipulons le monde physique. En passant du contrôle de la lumière dans l’espace au contrôle dans le temps, il ouvre la voie à un avenir où nous pourrons simuler le ciel et maîtriser le tissu même de la réalité.
