Les atomes, tels une nuée de lucioles, scintillent à l'unisson. Lorsqu'ils s'illuminent simultanément, la lumière est amplifiée de manière spectaculaire : cent atomes brillent dix mille fois plus intensément qu'un seul. Des physiciens ont transformé cette astuce en moteur thermique. Un moteur classique exige une source chaude et une source froide, mais ici, les atomes ne travaillent qu'avec une seule source froide.
Le cycle est simple : les atomes accumulent de l'énergie de manière synchronisée, puis la libèrent en une puissante impulsion lumineuse. Le secret réside dans le fait que la puissance ne croît pas proportionnellement au nombre d'atomes, mais bien plus rapidement. Si un atome fournit une unité de puissance, deux atomes en fournissent quatre, et dix en fournissent cent. Grâce à cela, l'efficacité atteint presque 100% : les pertes d'énergie inévitables — l'entropie — disparaissent presque entièrement.
Un tel moteur ouvre la voie à des dispositifs microscopiques d'une économie remarquable. À la base, on trouve les découvertes des lauréats du prix Nobel David Wineland et Serge Haroche. Les systèmes les plus simples, comme l'atome de hydrogène, sont étudiés à l'aide de la spectroscopie — la mesure précise de la lumière.
Cent atomes qui émettent en synchronie ne brillent pas cent fois, mais dix mille fois plus intensément qu'un seul.