À la vitesse de la lumière

Warren Fenton a observé pendant des années l'application et l'utilisation des lasers en sciences, en médecine, dans les loisirs et même dans la culture pop. Cet écolier de 15 ans en est venu à la conclusion que les lasers ne faisaient pas seulement partie de la vie de tous les jours, mais qu'ils étaient aussi un élément important de notre avenir. Derrière ces faisceaux lumineux, plusieurs questions l'asticotaient : comment ça fonctionne? Comment peut-on s'en servir pour diverses fonctions? Comment réagissent-ils dans des conditions différentes?

Six mois plus tard, la curiosité de Warren fut piquée de nouveau. Un ami, Jim Strong, ingénieur à la retraite, lui montra sa nouvelle table pivotante dotée d'un interféromètre de base. Cet instrument optique mesure la longueur d'onde de la lumière et peut évaluer de très courtes distances. Warren - élève de 11e année à l'école secondaire Paul Cain de St. Albert, en banlieue nord d'Edmonton (Alberta) — était décidé à tout savoir sur cet instrument et à comprendre comment il permet de prendre des mesures très précises. Après avoir bombardé Jim de questions, Warren comprit que le moment était venu de faire toute la lumière sur le laser… en construisant son propre interféromètre.

« Armé » de son interféromètre, Warren décida de vérifier si la vitesse de la lumière change selon les gaz qu'elle traverse. Mais comment allait-il s'y prendre?

Dans son dispositif, un faisceau laser à hélium-néon traversait deux tubes à essai identiques. Le premier servait de vide. Dans le second, Warren injecta un par un diverses sortes de gaz : argon, azote, hélium, dioxyde de carbone, oxygène et air ambiant (mélange de gaz). Avec chaque injection de gaz, un dispositif collecteur composé de deux phototransistors évaluait l'effet du gaz sur la vitesse de la lumière.

Pour sa première expérience, Warren colligeait les données manuellement. Par souci d'efficacité, il décida d'automatiser l'expérience, grâce à l'utilisation ingénieuse d'une puce d'ordinateur - qu'il avait programmée lui-même. Ce qui prenait auparavant deux heures se faisait désormais en 15 minutes.

Qu'a découvert Warren à l'issue de ses expériences? Il constata que la vitesse de la lumière diminue lorsqu'elle traverse un gaz, et que ce changement de vitesse dépend de la sorte de gaz. C'est dans le dioxyde de carbone, l'oxygène, l'argon et l'azote que la lumière ralentit le plus, et dans l'hélium qu'elle ralentit le moins.

Jusqu'à présent, les prouesses de Warren lui ont valu plusieurs prix : une médaille d'or (Intermediate Physical Sciences), le prix de l'Association canadienne des physiciens et physiciennes à l'Expo-sciences pancanadienne en 2002, une mention honorable pour le E. H. Golan Physics Award, et le Best Overall Award in Computers à son expo-sciences régionale en avril 2003 et dernièrement, une médaille de bronze dans la catégorie (Senior Computing and Mathematical Sciences) et le titre de Jeune physicien canadien à l'Expo-sciences pancanadienne de 2003. Comment voit-il son avenir? Warren ne le sait pas encore très clairement. Malgré son intérêt pour l'ingénierie, il laisse la voie de ses études et de sa carrière grande ouverte. Bien qu'il apprécie bien sûr l'attention que lui vaut son projet, il garde les pieds sur terre. « Les prix sont éphémères, mais vos connaissances, vous les avez pour la vie. »