Section 04 Atomes et molécules, optique et lasers, plasmas chauds

Introduction

Reposant sur des théories bien établies qu'elle a très largement contribué à établir comme l'électromagnétisme ou la mécanique quantique, la physique développée en section 04 « Atomes et Molécules, Optique et Lasers, Plasmas Chauds » est plus que jamais une discipline extrêmement vivante qui a connu un renouveau fantastique au cours de la période récente. Ces renouvellements, autant conceptuels que dans l'ouverture du champ d'étude vers des échelles d'espace ou de temps plus larges ou vers la complexité, sont pour beaucoup liés à des ruptures technologiques radicales notamment dans le domaine des lasers. En découlent des avancées remarquables sur des sujets aussi divers que les atomes froids et gaz quantiques, l'optique et l'information quantique, la métrologie, les lasers de puissance et la physique des plasmas, mais également la dynamique à des échelles de temps sub-femtoseconde permettant de sonder directement le mouvement électronique dans les atomes ou molécules et les innombrables interfaces de la discipline avec des applications potentielles de l'optique et de la spectroscopie dans des domaines aussi variés que l'environnement, l'astrophysique, la chimie ou les sciences du vivant.

Discipline traditionnelle d'excellence en France, comme en témoignent les nombreux Prix Nobel, dont le plus récent de Serge Haroche en 2012, la physique atomique et moléculaire et l'optique sont plus que jamais ouvertes sur l'avenir et fertiles en innovations. De l'atome aux nanostructures, des échelles de temps ultrabrèves aux sources d'énergie de demain, de la compréhension des mécanismes élémentaires du vivant au diagnostic médical précoce, la physique des milieux dilués et de l'optique centrée autour de la section 04 est porteuse d'un avenir pluriel qui verra encore de nombreuses avancées au cœur du domaine et des interactions fructueuses avec les autres disciplines.

Sans être exhaustif, le présent rapport de conjoncture s'efforce de dresser un paysage représentatif des lignes de forces actuelles de la discipline selon quatre axes qui représentent très grossièrement chacun environ un quart des effectifs de la communauté travaillant dans ce domaine en France. Il est d'ailleurs difficile d'être plus précis en termes de répartition des effectifs dans les diverses sous-disciplines, tant l'intrication entre toutes ces activités est forte et la limite de moins en moins marquée non seulement entre ces sous-disciplines mais également avec les disciplines voisines comme la physique de la matière condensée, la physique théorique ou la chimie physique, et les disciplines a priori plus éloignées, tout particulièrement les sciences de la vie.