Les paons sont célèbres pour leurs superbes plumes iridescentes, qui font des merveilles lorsqu’il s’agit de trouver un partenaire. Mais elles disposent aussi d’un autre superpouvoir plus discret : selon une étude récente, dans certaines conditions, elles sont capables d’émettre… des rayons laser.
Pour comprendre les tenants et aboutissants de ces travaux, il faut d’abord se pencher sur la nature des lasers. En pratique, il s’agit d’un dispositif qui produit une lumière intense, cohérente et monochromatique, c’est-à-dire composée d’une seule longueur d’onde bien précise.
Pour obtenir ce résultat, deux éléments essentiels sont nécessaires. Le premier est un milieu amplificateur, capable d’amplifier la lumière lorsqu’il est excité par une source d’énergie. Le deuxième est un résonateur, un élément conçu pour piéger et réfléchir la lumière afin de multiplier ses interactions avec le milieu amplificateur.
Or, il se trouve que les plumes des paons sont d’excellents résonateurs à cause de leurs particularités structurelles. En effet, chaque plume est constituée de filaments, les barbes, qui portent des filaments encore plus petits, appelés barbules. Ces dernières contiennent des couches alternées de kératine, de mélanine et d’air qui forment un réseau optique naturel. C’est l’interaction de la lumière avec cette nanostructure périodique qui produit toutes ces couleurs chatoyantes.
Des plumes aux lasers
Ces plumes se comportent donc comme des cristaux photoniques, des matériaux capables de bloquer ou de laisser passer certaines longueurs d’onde bien précises du spectre lumineux. Or, ces cristaux peuvent justement être utilisés comme des résonateurs optiques. Les chercheurs à l’origine de ces travaux se sont donc demandé s’il serait possible de transformer les plumes de paon en lasers en ajoutant un milieu amplificateur, et c’est précisément ce qu’ils ont fait dans leur étude.
Ils ont commencé par teindre plusieurs plumes de paon avec un colorant courant, qui joue le rôle de milieu amplificateur. À chaque interaction avec la lumière, ses molécules absorbent de l’énergie, puis la restituent sous forme de photons de même longueur d’onde, augmentant ainsi l’intensité du rayonnement. C’est exactement le principe utilisé avec des cristaux, des gaz ou des semi-conducteurs dans les lasers artificiels.
Ensuite, les auteurs ont exposé ces plumes teintées à de la lumière pulsée. Ils ont alors constaté que, dans ces conditions, les plumes se mettaient à émettre des rayonnements laser à deux longueurs d’onde distinctes, confirmant ainsi leur théorie. En revanche, l’origine exacte de ce phénomène n’est pas encore tout à fait claire.
Un vrai potentiel en médecine
Dans leur article, les chercheurs indiquent qu’ils n’ont pas encore réussi à identifier précisément la microstructure à l’origine de l’émission laser ; contre toute attente, les barbules qui donnent leur iridescence aux plumes ne semblent pas impliquées dans le processus. Dans une interview à la prestigieuse revue Science, les auteurs suggèrent que ce seraient plutôt des protéines granulaires, ou d’autres structures comparables de très petite taille, qui joueraient le rôle de résonateur.
Ils vont donc continuer d’explorer la structure des plumes de paon pour trouver la réponse à cette énigme, et le jeu en vaut la chandelle. Les auteurs expliquent en effet qu’en identifiant cette structure naturelle capable de produire de tels rayons, nous pourrions un jour ouvrir la voie au développement de lasers biocompatibles, susceptibles d’être utilisés dans des appareils médicaux de nouvelle génération implantables directement dans le corps humain.
Le texte de l’étude est disponible ici.
🟣 Pour ne manquer aucune news sur le Journal du Geek, suivez-nous sur Google et sur notre canal WhatsApp. Et si vous nous adorez, on a une newsletter tous les matins.
