– PHOTONIMPULS

Les matériaux dits « magnétoélectriques » sont des milieux « photoniques » dont la polarisation électrique dépend à la fois du champ électrique appliqué et du champ magnétique appliqué. Ils font partie d?une classe des matériaux dits « bi-anisotropes?, caracterisé par une équation constitutive inhabituelle entre les champs électromagnétiques microscopiques et macroscopiques. Par exemple, les matériaux en mouvement (l?effet Fizeau), où alors les matériaux magnéto-chiraux, font partie de la même classe. Depuis 2004, une polémique existe sur la question si les milieux magnétoéléctriques » sont capables d?induire une quantité du mouvement du vide non nulle, baptisée « quantité du vide de nulle part » par la presse (APS focus). Dans un milieu bi-anisotrope, les champs électromagnétiques isotropes auront effectivement la possibilité d'avoir une quantité de mouvement non nulle, avec le « Casimir momentum » du vide électromagnétique comme une exemple fascinante. Pourtant, ce concept évoque un certain nombre de problèmes théoriques, par exemple concernant la catastrophe ultraviolette et l?invariance de Lorentz. Si D'après nos hypothèses, un objet chiral se mettra en mouvement une fois exposé à un champ magnétique et à une radiation thermique, avec des applications potentielles en photo-chimie. Le projet a un volet théorique (LPMMC-Grenoble) et un volet expérimental (LNCMP ?Toulouse). La théorie a évolué un peu, mais plusieurs éléments n?ont jamais été confirmés expérimentalement. Un premier aspect de nos études sera l?échange de la quantité du mouvement entre la radiation électromagnétique et celle d?un milieu magnétoélectrique. Une expérience est proposée pour tester (invalider) l?approche théorique qui coupe brusquement les hautes fréquences des fluctuations électromagnétiques du vide pour rendre le résultat fini. La même expérience sera dans la mesure de d'apporter quelques nouveaux élements dans la controverse d?Abraham-Minkowski sur la quantité de mouvement d?un photon dans un matériau. Enfin, on voudrait comprendre le rôle subtil d?une symétrie miroir brisée d?un objet dans son interaction avec un bain (thermique) des photons. Vers la fin de ce projet on compte démarrer une nouvelle activité scientifique, baptisée « dynamique magnétochirale ». Côté théorie, on étudiera « l?effet Feigel » dans sa version quantique, selon laquelle les photons et les matériaux seront décrits par la mécanique quantique. On espère que la quantité de mouvement ne souffrira pas de la divergence UV (contrairement à l?énergie) et que cette théorie microscopique confirme les prédictions de la théorie semi classique adaptée par la régularisation dimensionnelle. Au même temps la théorie de Feigel (avec la coupure hautes fréquences) doit être modifiée pour tenir compte de l?absorption optique. Cela rendra possible une meilleure confrontation à nos expériences. Un sujet lié est l?existence de la masse inertielle du vide, car, de fait, un objet diélectrique en mouvement est aussi bi-anisotrope. Aucune expérience ne sera proposée sur ce sujet, mais cette étude établit un lien important et désiré avec de nombreuses études sur l?énergie de Casimir. Plusieurs éléments dans ce projet sont controverses. Concernant la quantité du vide de nulle part, seulement 5 articles existent, dont 2 ont été critiqués par 3 « Comments » dans PRL. Voilà pourquoi nous sommes convaincus que la demande d?un ANR blanc est justifiée. Une partie du sujet s?intègre naturellement dans les nombreuses études de l ?énergie de Casimir, avec des applications potentielles aux forces de Van de Waals à l?échelle « nano », jusqu?au débat sur la constante cosmologique. En conclusion, on espère que la prise de risque de ce projet innovant sera appréciée par les évaluateurs. Depuis plus de dix ans la collaboration entre les deux partenaires de ce projet a été d?un très haut niveau.