Une série de photos du photographe Robert Shults, basé à Austin, présente les physiciens et leur vie quotidienne en laboratoire sous la lumière d’un film de science-fiction de série B.

Une vue de l’intérieur de l’un des principaux amplificateurs du Petawatt. Des disques massifs en verre phosphate de néodyme retiennent l’énergie des intenses éclats de lumière blanche produits par les ampoules flash à l’intérieur du boîtier de l’amplificateur. Lors de tirs à pleine puissance, l’impulsion laser traverse ces disques quatre fois, récupérant l’énergie stockée dans le verre.

L’associé de recherche Dr Gilliss Dyer et le technicien laser Ted Borger discutent de la configuration expérimentale de Target Chamber 2 au laboratoire Texas Petawatt. Lors des campagnes expérimentales, la chambre cible est hérissée de capteurs et d’appareils d’imagerie, tous synchronisés sur l’impulsion éphémère du laser. Les scientifiques préfèrent l’aluminium à l’acier pour ces structures afin d’éviter l’irradiation cumulative des composants laser vitaux.

Une feuille et une mousse isolent les entrées d’azote liquide dans la zone cible du Texas Petawatt. Le Petawatt peut tirer sur des cibles gazeuses et solides. Ici, l’azote liquide refroidit une réserve de deutérium, un isotope de l’hydrogène, augmentant ainsi la taille des amas moléculaires individuels avant que le gaz ne soit injecté dans la chambre cible.

Un technicien examine une décharge de faisceau dans la chambre du compresseur Texas Petawatt. Ce dispositif « arrête » efficacement la lumière laser sur son chemin en utilisant une paire de miroirs à faible transmission en parallèle. Lorsque le faisceau est réfléchi entre ces optiques, sa luminance diminue à chaque passage, pour finalement atteindre un niveau d’énergie négligeable. L’équipe expérimentale positionne des décharges similaires pour arrêter le faisceau après son passage à travers la chambre cible.

Un ingénieur en mécanique inspecte le matériel de montage optique derrière un réseau de diffraction. Ces optiques compressent l’énergie du Texas Petawatt en une impulsion qui ne dure qu’un dixième de billionième de seconde. Cet éclair de lumière dure la même fraction de minute qu’une minute représente une fraction de l’âge de l’univers et constitue l’événement créé par l’homme le plus bref de l’histoire.

Les réticules motorisés à l’intérieur de la chambre du compresseur aident à obtenir un alignement correct de l’impulsion laser. Le Texas Petawatt exerce une force énorme sur ses propres optiques, nécessitant un ajustement constant tout au long d’une campagne expérimentale. Le miroir apparemment transparent à gauche reflète 99,5 % de la lumière laser qui le frappe, permettant ainsi au faisceau de se propager dans la zone de diagnostic.

Associée de recherche Dr Gilliss Dyer travaillant au laboratoire Petawatt Laser.

Dr Woosuk Bang, titulaire d’un doctorat. candidat au moment de cette photographie, prépare son expérience de thèse de doctorat sur le laser Texas Petawatt. Des expériences antérieures avec des lasers de classe térawatt ont prouvé que des amas de molécules gazeuses pouvaient être converties en énergie ionique. L’expérience du Dr Bang, parmi les premières menées avec le Texas Petawatt, a créé un plasma ionique d’une température et d’une densité suffisantes pour catalyser les réactions de fusion neutronique.

Un technicien laser examine une chambre à vide dans la zone cible du Texas Petawatt. L’utilisation de rideaux sombres bloque une grande partie de la lumière ambiante à des points clés du trajet du faisceau. Les lunettes de sécurité imprégnées d’une forte filtration optique sont omniprésentes dans tout le laboratoire. Ces lunettes ne transmettent que 26 % de la lumière ambiante, ce qui rend difficile un travail précis dans des conditions souvent sombres. L’équipe Petawatt utilise une collection d’équipements de visualisation infrarouge spécialisés pour faciliter leur vision.

Un scientifique du projet travaille sur un poste informatique adjacent au système de retour d’eau glacée du Petawatt. Après des impulsions à pleine puissance, appelées « coups de système » par les scientifiques de Petawatt, le laser a besoin d’une heure avant de revenir à une température de fonctionnement sûre. Cette exigence limite les expérimentateurs à seulement sept tirs du système chaque jour.

Le Dr Gilliss Dyer inspecte la propreté d’une optique laser Petawatt. L’impulsion laser parcourt près de 1 000 pieds à travers le système, mettant environ 1 microseconde pour atteindre sa cible. Tout au long de ce trajet, le laser interagit avec quelque 250 composants optiques. La propreté de ces éléments est d’une importance cruciale, car même le plus petit contaminant peut affecter considérablement l’uniformité du faisceau.

Les scientifiques sont rarement des héros dans l’univers fictif. En fait, le plus souvent, ce sont des méchants ou des antihéros au bord de la folie. Prenez le docteur Frankenstein, par exemple, du classique de Mary Shelley de 1818, ou le Dr Jekyll de Robert Louis Stevenson, ou même Doc Octopus, de la célèbre bande dessinée Marvel.

Le photographe Robert Shults veut renverser le trope du savant fou avec une série de photographies qui présentent les physiciens du quotidien comme les gars et les filles qui sauvent la situation. Son histoire commence à l’Université du Texas à Austin en 2008. Shults enseignait alors un atelier de photographie et il a rencontré l’ami d’un ami qui travaillait dans un laboratoire du campus appelé Center for High Energy Density Science. Le laboratoire financé par le gouvernement fédéral, situé au cœur du bâtiment de physique, est entouré de plomb, de béton et d’acier et abrite un laser pétawatt, qui peut produire, pendant une fraction de seconde, plus d’énergie que l’ensemble du réseau électrique américain.

Un laser pétawatt fonctionne sur les mêmes principes de base que les lasers des imprimantes domestiques ou des pointeurs laser : il amplifie un faisceau de lumière. En commençant par une très faible impulsion de lumière (un milliardième de joule), le laser amplifie cette centaine de milliards de fois jusqu’à environ 200 joules, soit l’équivalent d’une ampoule normale fonctionnant pendant quelques secondes. Sauf qu’ils concentrent cette énergie en un dixième de billionième de seconde pour créer l’une des lumières les plus brillantes de l’univers.

Les scientifiques peuvent utiliser le faisceau pour accélérer des particules, par exemple pour fabriquer des protons à haute énergie destinés à être utilisés dans les thérapies contre le cancer ou pour créer des neutrons qui, lorsqu’ils traversent des matériaux, peuvent déterminer s’ils sont corrodés. Mais les expériences les plus époustouflantes menées dans le laboratoire de l’Université du Texas impliquent peut-être des modèles astrophysiques. La lumière produite par le laser est comparable aux environnements très intenses de l’univers, comme le centre d’une étoile ou la zone proche d’un trou noir.

« Vous pouvez prendre cette impulsion lumineuse très intense, puis frapper quelque chose et créer un état de matière très extrême », explique Todd Ditmire, qui dirige le laboratoire. « C’est comme amener une étoile sur Terre. »

Enfant, Shults regardait les décollages de la NASA et adorait les mondes de science-fiction de Guerres des étoiles et Star Trek. « Depuis que je suis enfant, je ne me souviens pas d’une époque où je n’étais pas complètement fasciné par l’exploration de l’espace », dit-il.

C’est peut-être pour cette raison que Shults a toujours été intrigué par la physique. Photographes et physiciens s’appuient en effet sur les mêmes outils de base : la lumière, l’espace et l’optique. Lorsqu’il a vu le laser en action, il a su que ce devait être le sujet de son prochain projet photographique. « Nous ne pouvons pas voler au milieu de l’espace pour voir ces choses, mais ils peuvent utiliser la lumière pour les amener ici », explique Shults. « C’est pour moi la chose la plus fascinante que j’ai vue dans ma vie. »

Pendant neuf mois, Shults a suivi des scientifiques travaillant avec le laser. À l’époque, l’établissement venait tout juste d’ouvrir ses portes et une grande partie de ce qu’ils faisaient impliquait de peaufiner les instruments. Parce que le travail en laboratoire ne permet généralement pas de superbes photos d’action, Shults a passé une grande partie de ses journées à regarder les scientifiques aller et venir d’une extrémité à l’autre du laser en effectuant de minuscules ajustements sur les instruments optiques. Le photographe a voulu transmettre le caractère vital de ces actions banales.

«Mon travail consiste à transmettre au spectateur ce à quoi ressemble le fait d’être dans l’installation et d’interagir avec cet appareil», explique Shults. « Et cela semble certainement beaucoup plus grandiose et dramatique qu’il n’y paraît. »

À l’aide d’un appareil photo télémétrique analogique, il a filmé sur un film noir et blanc à contraste élevé (1 600 ASA) pour donner à ses photographies un aspect plus fin. Créer ce drame visuel était à la fois un effet et une nécessité. « Ce n’est pas un endroit normal pour prendre des photos », explique Shults. Un tir direct de lumière laser peut faire frire les capteurs de lumière d’un appareil photo numérique. Bien que la lumière laser puisse percer un trou dans le film, avec le film, Shults pourrait simplement cliquez sur l’image suivante du film, au lieu d’avoir à remplacer un appareil photo numérique entier au cas où il prendrait accidentellement une photo directe du faisceau.

Par coïncidence, la salle laser elle-même a dû être plongée dans l’obscurité pour pouvoir visualiser le faisceau à travers des instruments infrarouges, et les éclairs de lumière laser dans cet environnement sombre n’ont fait qu’ajouter au drame. La lumière devient un personnage dans le laboratoire, comme le dit Ditmire, rebondissant à la fois sur l’équipement et sur les scientifiques qui le manipulent. Et c’était cet effet de lumière que Shults cherchait à capturer.

Les images qui en résultent évoquent les films de science-fiction de son enfance, avec une sorte de mystère proche du film noir. Généralement présentés sans légende, ils invitent le spectateur à imaginer un scénario qui anime les images des scientifiques devenus super-héros. Shults appelle la série « La Lumière Superlative », à la fois en référence à la haute qualité du laser lui-même et à un essai théologique de la philosophe Catherine Pickstock. Pickstock utilise cette expression pour décrire la créativité continue d’une figure de divinité.

Shults voulait dépeindre, dans un certain sens, l’intersection de la réalité et de la fiction. D’une certaine manière, les photographies documentent la réalité des scientifiques travaillant dans un laboratoire, mais en raison de la façon dont elles sont construites, elles capturent également la nature fantastique des expériences des scientifiques. Shults joue avec l’idée que même si nous considérons la photographie comme un moyen véridique de transmettre la réalité, les photographies peuvent aussi être un support délibérément conçu, parfait pour conférer aux images un sentiment de fantaisie.

Ce mois-ci, Shults a collecté 23 841 $ dans le cadre d’une campagne Kickstarter pour aider à financer la publication d’un livre, qui sera publié cet automne par Daylight Books, un éditeur d’art et de photographie à but non lucratif. Au lieu de l’essai de critique d’art traditionnel, parfois étouffant, qui précède la plupart des livres de photos, il a demandé à Ditmire de rédiger une explication de la science menée au laboratoire de l’Université du Texas. Le livre comprendra également une histoire pour accompagner les images, écrite par Rudy Rucker, mathématicien et auteur.

L’éditeur prévoit de relier le livre en utilisant la reliure tête-bêche des vieux livres de science-fiction deux-en-un, où les lecteurs pourraient lire un roman d’un bout à l’autre, puis retourner le livre et relire une histoire différente. devant. Chaque lecteur peut vivre une expérience différente, qu’il commence à lire le texte scientifique de Ditmire ou l’histoire de science-fiction de Rucker. Shults espère que ce format ludique « augmentera la fiction et la non-fiction de l’ensemble, la science et l’art, l’imagination et la discipline ».

4/5 - (13 votes)