29 janvier 1998

Deux découvertes de Laval
au palmarès de Québec Science

Deux recherches effectuées par des professeurs de l'Université figurent au palmarès des grandes découvertes de l'année 1997 du magazine Québec Science. La découverte du passage côtier utilisé par les premiers arrivants en Amérique du Nord il y a 10 000 ans (Reinhard Pienitz, Géographie, Centre d'études nordiques) et le développement d'un moteur moléculaire alimenté par le "spin" des photons (Tigran Galstian, Physique, Centre d'optique, photonique et laser) ont retenu l'attention des responsables de ce concours annuel qui souligne les dix grands événements scientifiques de l'année.

Le numéro de février de Québec Science est d'ailleurs consacré en grande partie au survol de ces dix découvertes. Le magazine reconnaît d'emblée la subjectivité de l'exercice: "C'est notre incursion annuelle dans la science d'avant-garde". La liste des découvertes marquantes de l'année est dressée par une équipe de Québec Science à partir d'une consultation auprès des institutions d'enseignement et de recherche et d'une recension de journaux, revues et magazines spécialisés. Toutes les découvertes retenues ont fait l'objet d'une publication dans une revue savante et elles ont donc été évaluées par les pairs des chercheurs. Elles ont aussi en commun le fait d'avoir une grande portée sociale ou économique.

Les premiers Américains
Les archéologues savaient déjà que les premiers humains qui ont foulé le sol américain étaient arrivés d'Asie, il y a environ 10 000 ans, en passant par le détroit de Béring, au nord-ouest de l'Alaska. Par contre, le chemin de migration qu'ils avaient utilisé par la suite pour se frayer un chemin à travers un continent inhospitalier, couvert de glace, faisait l'objet d'importantes controverses. Reinhard Peinitz, professeur au Département de géographie et chercheur au Centre d'études nordiques, et trois autres chercheurs ont apporté réponse à cette énigme en découvrant l'existence d'un corridor côtier plat et sec, parsemé d'arbres et de lacs, aujourd'hui situé à 153 mètres de profondeur sous la mer. "La baisse du niveau de la mer et le rehaussement du continent ont créé des conditions propices au passage des premiers arrivants sur le sol américain le long de la côte ouest, dit-il. Le passage aurait émergé il y a 13 500 ans avant de retourner sous l'eau quelque 4 000 ans plus tard."

À l'aide d'un sonar, les chercheurs ont reconstitué le paysage sous-marin et identifié la présence d'anciens lacs et lits de rivière. Grâce à des échantillons de sédiments marins prélevés dans ces secteurs, Reinhard Peinitz a pu reconstituer les variations du niveau de la mer en analysant l'alternance des espèces de diatomées d'eau douce et d'eau salée (des algues microscopiques entourées d'une coque de silice qui forment de beaux fossiles) à différentes époques. Les analyses révèlent que le corridor côtier est passé de 16 mètres au dessus du niveau de la mer à 153 mètres en dessous entre 14 600 et 10 000 ans avant aujourd'hui. Cette découverte a été publiée dans la revue Science du 4 juillet 1997.

Étourdissante lumière
Tigran Galstian, professeur au Département de physique et chercheur au Centre d'optique, photonique et laser, est parvenu à fabriquer un "moteur" alimenté par le spin des photons, les particules qui composent la lumière. Grâce à ce moteur, il réussit à imprimer un mouvement de rotation à des molécules. "En général, nous décrivons la lumière en termes d'intensité et de longueur d'onde et on néglige souvent le spin, dit-il. Les photons ont un moment angulaire vers la gauche ou vers la droite qu'on peut théoriquement transférer à un objet." C'est ce que le chercheur a fait en réalisant un montage optique, faisant appel à un laser et à une série de miroirs, qui transfère le spin d'un faisceau lumineux à des cristaux liquides (comme ceux des montres digitales). Non seulement la force est-elle transférée aux cristaux mais il est possible de les faire pivoter dans l'espace, de façon contrôlée, d'où l'expression de "moteur moléculaire".

Sa découverte, publiée dans le numéro d'avril de Physical Review Letters, a fait l'objet de la manchette du numéro de juin du OE Report, le journal de l'International Society for Optical Engineering.

JEAN HAMANN