La lumière dévoile des secrets codés dans des métasurfaces chirales

En exploitant le concept de chiralité, la différence entre une forme et son image miroir, des scientifiques de l’EPFL ont conçu une métasurface optique qui contrôle la lumière pour créer une technique de chiffrement, de détection et de calcul sécurisés.

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( Photo: Laboratoire de systèmes bionanophotoniques de l’EPFL CC BY SA 4.0 )

ENGINEERINGNET.BE - Si vous essayez de porter un gant pour main gauche sur votre main droite, il ne vous va pas car vos mains gauche et droite sont des images miroir qui ne peuvent pas être superposées.

Cette «manualité» est appelée chiralité par les scientifiques. Elle joue un rôle fondamental en biologie, en chimie et en science des matériaux.

La plupart des molécules d’ADN et des sucres sont droitiers, tandis que la plupart des acides aminés sont gauchers. Inverser la manualité d’une molécule peut rendre un nutriment inutile ou un médicament inactif voire nocif.

La lumière peut aussi être gauchère ou droitière. Lorsqu’un faisceau lumineux est polarisé circulairement, son champ électrique se déplace dans l’espace en une spirale gauche ou droite.

Les structures chirales interagissant différemment avec ces deux types de faisceaux lumineux torsadés, l’émission d’une lumière polarisée circulairement sur un échantillon, ainsi que la comparaison de la quantité de chaque torsion absorbée, réfléchie ou retardée, permet aux scientifiques de lire la propre manualité de l’échantillon.

Cependant, cet effet est extrêmement faible, ce qui fait du contrôle précis de la chiralité une tâche essentielle mais difficile. (Auteur: Celia Luterbacher - Source: EPFL)

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