Translucide ou transparent : la lumière ne voit pas la différence

Les photons parcourent la même distance, qu’ils traversent de l’eau ou du lait.

LE MONDE | 21.11.2017 à 14h00 | 

Le lait est blanc pour la même raison que le ciel est bleu. La faute aux diverses particules dans le breuvage ou dans l’atmosphère qui diffusent la lumière. Pour le lait, peu de lumière est transmise et beaucoup est réfléchie par les matières grasses ou les protéines ; pour le ciel, la couleur bleue du soleil est la plus diffusée par les particules atmosphériques.

Cela est connu depuis des lustres, pourtant, un fait nouveau vient d’être exposé dans Science, le 10 novembre, par des chercheurs des ­laboratoires Kastler Brossel, de l’Institut Langevin (Paris) et de l’université de technologie de Vienne. Qu’un milieu soit très transparent, ou plus ou moins opaque, en moyenne, la lumière effectue à l’intérieur un chemin de même longueur… C’est inattendu, car, dans le cas transparent, la ­lumière file en ligne droite, alors que dans le cas d’un milieu translucide (comme le lait), les grains de lumière sont rapidement réfléchis par les particules en suspension, conduisant à des chemins internes bien plus courts…

« C’est contre-intuitif, même pour les spécialistes. Personne ne l’avait vu auparavant », s’amuse Sylvain Gigan, professeur à l’université Pierre-et-Marie-Curie et l’un des auteurs de l’article de Science. Cette publication confirme expérimentalement une prédiction théorique que la même équipe avait faite en 2014 dans la revue PNAS.

Reprenons le verre de lait. Certes, comme la lumière est essentiellement réfléchie, c’est qu’elle sort « vite » et a donc parcouru peu de distance dans le lait. Mais, à l’opposé de son entrée, une ­petite partie sort quand même, après cette fois de multiples diffusions, donc un long parcours. A l’inverse, dans un milieu plus transparent, il y aura beaucoup de chemins longs et peu de courts.

Translúcido ou transparente: a luz non ve a diferenza 

Os fotóns percorren a mesma distancia, que atravesa a auga ou o leite. O leite é branca pola mesma razón que o ceo é azul. A culpa de diversas partículas na bebida ou na atmosfera que difunde a luz. Para o leite, pouca luz transmítese e moita se reflicte polas graxas ou as proteínas; para o ceo, a cor azul do sol é o máis difuso polas partículas atmosféricas. Isto é coñecido desde hai tempo, con todo, un novo feito acaba de ser exposto en Science, o 10 de Novembro, polos investigadores dos laboratorios Kastler Brossel, do Instituto Langevin (París) e da universidade de tecnoloxía de Viena. Que un medio sexa moi transparente, ou máis ou menos opaco, máis ou menos, a luz efectúa no interior un camiño da mesma lonxitude…Isto é inesperado porque, no caso do transparente, a luz móvese en liña recta, mentres que no caso dun medio translúcido (como o leite), os grans de luz son rapidamente reflectidas polas partículas en suspensión, conducindo a cambios externos moito máis curtos… " Isto é contrario á intuición, ata para os especialistas. Ninguén o vía antes", divírtese Sylvan Gigan, profesor da universidade de Pierre et Marrie Curie e un dos autores do artigo de Science. Esta publicación confirma experimentalmente unha predición teórica que o mesmo equipo fixera en 2014 na revista PNAS. Recuperamos a botella de leite. Por certo, como a luz é esencialmente reflectida, está a saír "rapidamente" e, por tanto ha rcorrido unha pequena distancia no leite. Pero, a diferenza da súa entrada, unha pequena parte sae de todos os xeitos, despois desta fase de múltiples difusións, polo que é un longo percorrido. Á inversa, desde unha contorna máis transparente, haberá moitos camiños longos e poucos curtos.

Traducción de Asmita Rey Sobral 4º ESO A (Curso 2017/2018)