Dans un laboratoire parisien, on a fait contourner un obstacle à de la lumière, comme l'eau contourne une pierre dans un ruisseau. Mais ici, l'eau est particulière : elle ne ressent aucun frottement. Cet état est appelé superfluidité, et jusqu'à présent on l'observait dans l'hélium liquide et les gaz ultra-froids ; désormais, on l'observe aussi dans un faisceau laser qui traverse une vapeur de rubidium chauffée à 150 degrés.

Les physiciens ont construit un canal étroit pour la lumière : un large faisceau laser à 780 nanomètres crée un fluide bidimensionnel, et un second faisceau plus étroit à 795 nanomètres sert d'obstacle mobile. L'inclinaison du faisceau principal fixe la vitesse d'écoulement, et la puissance du second détermine la taille de l'obstacle. Tant que la vitesse est faible, la lumière contourne l'obstacle en douceur, sans perte. Mais dès que l'on dépasse le seuil critique, des vortex commencent à naître derrière l'obstacle : de minuscules tourbillons, chacun avec un nombre entier de tours de phase.

Pour attraper ce seuil, les chercheurs ont surveillé trois choses à la fois : combien de vortex apparaissaient dans le sillage, avec quelle force le flux poussait sur l'obstacle, et de combien l'obstacle lui-même se déplaçait par rapport au flux. Auparavant, la vitesse critique de la lumière superfluide était mesurée par un seul indicateur, et différentes méthodes donnaient des seuils légèrement différents. Maintenant, trois observables indépendantes dans une même expérience ont donné des valeurs cohérentes.

La vitesse critique s'est révélée nettement inférieure à la prédiction de Landau et diminuait avec la taille de l'obstacle : de 0,52 fois la vitesse du son pour un rayon de 4,3 longueurs de cohérence à 0,18 pour un rayon de 6,4. La longueur de cohérence est la taille minimale sur laquelle la densité du fluide se rétablit après une perturbation, soit environ 50 micromètres dans cette expérience. La valeur moyenne de 0,35 a coïncidé avec la limite théorique pour un disque imperméable de grand diamètre.

Désormais, la lumière superfluide peut servir de banc d'essai pour l'hydrodynamique quantique. La méthode de triple diagnostic sera transposée aux expériences avec des condensats de polaritons et des atomes froids, où le seuil de superfluidité doit également être déterminé de manière fiable. La lumière qui contourne une pierre sans le moindre remous s'est avérée plus pratique que l'hélium : il est plus facile de la faire s'écouler, de la mesurer et de la comprendre.