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Un peu d’histoire

par webmaster - publié le , mis à jour le


Le laboratoire Aimé Cotton est fondé en 1927 par Aimé Cotton, physicien français connu pour ses travaux de magnétisme et de magnéto‐optique. Celui­‐ci, pionnier des grands instruments de recherche, s’est consacré dès 1914 au projet d’un grand électro‐aimant. Il sera installé à Bellevue (Meudon) et mis en service en 1928, sous le nom de "Grand électro­‐aimant de l’Académie des sciences". C’est autour de cet instrument que va se développer le « laboratoire de l’électro­‐aimant » qu’Aimé Cotton dirigera jusqu’à sa retraite en 1941. Des sujets très divers y sont étudiés. Ils concernent la biréfringence magnétique (effet Cotton-Mouton) et l’effet Faraday, la spectroscopie des rayons β (en collaboration avec Marie Curie), la désaimantation adiabatique, l’antiferromagnétisme dont la première mise en évidence sera faite grâce à cet appareil, l’effet Zeeman. Conçu et fonctionnant comme ce qui serait considéré aujourd’hui comme un “très grand instrument” ouvert à la communauté, le laboratoire est rattaché aux laboratoires de Recherches physiques de l’Office des Recherches et Inventions puis à la Caisse Nationale des Sciences. Il intègre le CNRS lorsque celui‐ci est créé.


En 1937, le laboratoire prend le nom de « Laboratoire du Grand Electro-Aimant et des Basses Températures ». Cette dénomination correspond aux thèmes de recherche qui y sont développés, tels que la spectroscopie des ions dans les cristaux. Ce sujet a été étudié de manière continue au laboratoire, pour élaborer de nouvelles sources laser solides et aujourd’hui pour concevoir des mémoires quantiques et permettre l’analyse spectrale de signaux radiofréquence.


En 1950, Pierre Jacquinot devient directeur du laboratoire et lui donne le nom d’Aimé Cotton à la mort de ce dernier en 1951. Au cours des années cinquante, sous la direction de Pierre Jacquinot, le laboratoire se consacre en grande partie à la spectroscopie atomique. Tout au long des vingt années qui suivent, un effort instrumental important permet la réalisation et la mise en service de spectromètres interférentiels de haute précision, tel l’interféromètre de Fabry-Perot ou le spectromètre par transformation de Fourier. L’exploitation systématique de ces instruments permet de rassembler une très vaste quantité de données spectroscopiques qui, alliée à l’invention de méthodes théoriques permettant de calculer les niveaux d’énergie des atomes et des molécules, contribue à notre compréhension de la structure atomique. Jusqu’à la fin des années 2000, la spectroscopie par transformation de Fourier reste une activité importante au laboratoire. Fruit d’un très important travail, les atlas des raies du tellure et de l’iode moléculaire sont publiés et servent pendant des décennies de référence de longueur d’onde.


Le laboratoire déménage en 1967 dans ses locaux actuels sur le campus de l’université Paris-Sud à Orsay et s’associe à cette université. Les années soixante-dix correspondent à l’explosion des techniques lasers, et l’avènement des lasers accordables révolutionne la spectroscopie. L’activité du laboratoire s’oriente alors vers l’étude des effets atomiques induits par les interactions entre le rayonnement lumineux et la matière. Des systèmes laser sont mis au point pour étudier des « atomes exotiques » tels que les atomes de Rydberg, les ions négatifs, ou les atomes radioactifs dans le cadre de collaborations avec le CERN. Ces activités ont aujourd’hui de nombreux prolongements mais avec des objectifs différents, comme la simulation quantique dans les systèmes d’atomes froids de Rydberg. Progressivement l’intérêt s’élargit à des systèmes de complexité croissante : atomes en collision sous rayonnement, systèmes atomiques dans les plasmas chauds, agrégats libres et agrégats déposés sur surfaces. Dans le même temps on assiste à un contrôle de plus en plus précis des systèmes étudiés : spectroscopie de molécules uniques, atomes froids, puis molécules froides avec la découverte de techniques permettant de préparer des molécules froides par photoassociation d’atomes froids et de refroidir ensuite leurs degrés de liberté vibrationnels et rotationnels. La spectroscopie de nano-objets et d’atomes artificiels dans les solides, comme les défauts du diamant, et le développement de techniques optiques pour la biologie ouvrent aujourd’hui de nombreuses voies nouvelles pour des recherches fondamentales ou appliquées. Fort d’une longue tradition d’instrumentation et développement de sources optiques cohérentes, lasers et oscillateurs paramétriques optiques, le laboratoire se veut également un lieu pour des sujets de « science pratique », comme par exemple le développement de sources mono­‐énergétiques d’ions ou d’électrons à partir d’atomes froids ou encore l’invention du dispositif de « canne laser » destiné à l’aide aux déplacements des personnes non­‐voyantes et l’étude des systèmes de correction de la vision.


En 2012, le laboratoire s’associe à l’Ecole Normale Supérieure de Cachan, dans la perspective de l’installation de cette école sur le campus de l’Université Paris­‐Saclay. Dans le cadre du « Centre de Physique Matière et Rayonnement » bénéficiant d’un financement des investissements d’avenir, le bâtiment du laboratoire sera rénové et agrandi pour passer d’une surface actuelle de 3500 m2 utiles à environ 5000 m2. Depuis le 1er janvier 2015, le laboratoire Aimé Cotton est une unité mixte de recherche ayant comme tutelles le CNRS, l’université Paris‐Sud et l’Ecole Normale Supérieure de Cachan.


 


Les directeurs successifs du laboratoire Aimé Cotton depuis 1950

  • Pierre Jacquinot (1950-1962)

  • Robert Chabbal (1962-1969)


  • Pierre Jacquinot (1969-1978)


  • Serge Feneuille (1978­‐1981)


  • Sylvain Liberman (1981‐1988)


  • Catherine Bréchignac (1989‐1996)


  • Christian Colliex (1996‐2001)


  • Pierre Pillet (2002­‐2011)


  • Jean­‐François Roch (depuis 2012)

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