Un atome dans un piège lumineux ressemble à une bille au fond d'un petit creux : il tremble, mais ne saute pas. La lumière qui maintient l'atome le pousse aussi légèrement – et plus les poussées sont fortes, moins on voit bien l'atome. Pour les atomes de potassium-40, avec lesquels on veut construire des calculateurs quantiques, ces poussées ont longtemps gêné le refroidissement et les mesures précises.
Dans ce nouveau travail, on a trouvé la solution : une longueur d'onde de la lumière pour laquelle les poussées disparaissent. On l'appelle « magique » – comme si le creux devenait parfaitement lisse et que la bille cessait de trembler. Pour le potassium-40, cette longueur est de 1227,54 nanomètres, soit un peu plus long que la lumière rouge visible à l'œil. Les chercheurs ont testé cette longueur dans un vrai piège constitué d'un faisceau laser et ont confirmé que les atomes s'y comportent calmement, comme le prédisaient les calculs.
Cette découverte ouvre la voie à de grands réseaux d'atomes froids de potassium-40. On pourra y modéliser des matériaux complexes et, peut-être, construire des ordinateurs quantiques. Les atomes dans ces réseaux seront alignés comme des perles sur un fil, et on pourra travailler avec eux longtemps et avec précision.
La longueur d'onde magique pour le potassium-40 est de 1227,54 nanomètres. C'est environ 2000 fois plus fin qu'un cheveu humain.
L'idée de contrôler des atomes avec de la lumière évoque le « rayon tracteur » de la science-fiction, sauf qu'ici le rayon ne transporte pas un vaisseau, mais maintient un atome unique presque immobile.