Donna Strickland

Donna Theo Strickland, physicienne (née le 27 mai 1959 à Guelph, en Ontario). Donna Strickland est une pionnière de la physique connue pour son travail dans le domaine des lasers ultrarapides. Elle est actuellement professeure de physique à l’Université de Waterloo. Auteure de plus de 90 publications, elle a apporté des contributions fondamentales au domaine de la technologie laser. En 2018, Donna Strickland est corécipiendaire du prix Nobel de physique pour son apport au développement de la technologie laser.



Affiche sur les travaux de Donna Strickland

Les travaux de Donna Strickland sur l’amplification d’impulsions par dérive de fréquence ont jeté les bases des impulsions laser les plus courtes et les plus intenses jamais créées. Ces dernières sont utilisées dans la recherche sur l’action des forces sur la matière à des températures et des pressions extrêmes et en chirurgie oculaire. (Avec la permission d'Ingenium)

Termes clés

Laser : Laser est un acronyme qui signifie « amplification de lumière par émission stimulée de rayonnements » (en anglais, light amplification by stimulated emission of radiation). Des miroirs, des cristaux, des liquides ou des gaz (que l’on appelle « milieux laser ») interagissent avec une source lumineuse à l’intérieur d’un espace confiné pour amplifier l’intensité de la lumière, créant un puissant faisceau concentré.

Amplification à dérive de fréquence : Technique employée pour créer de très courtes pulsations laser au lieu de faisceaux continus. Cette modification était nécessaire pour produire des lasers de haute intensité, qui étaient auparavant limités en puissance en raison de leur potentiel de destruction pour le milieu laser.

Jeunesse et éducation

Donna Strickland voit le jour et grandit à Guelph, en Ontario. Son père est ingénieur électrique chez General Electric, tandis que sa mère enseigne l’anglais au Guelph Collegiate Vocational Institute, où la jeune fille poursuit ses études secondaires.

Donna Strickland s’inscrit à un programme de premier cycle en génie à l’Université McMaster à Hamilton, en Ontario, après avoir appris qu’on y enseigne la technologie laser. Elle raconte au Toronto Star en 2018 au sujet de cette décision : « Je n’étais ni musicienne, ni artiste; mes choix étaient donc limités. Je pense que les gens devraient suivre leurs forces naturelles. Or, c’était là la mienne. » Donna Strickland obtient en 1981 son baccalauréat en génie physique de l’Université McMaster. Dans sa classe de 25 étudiants, on ne compte que deux autres femmes.

Donna Strickland obtient un doctorat en physique en 1989 de l’Université de Rochester, dans l’État de New York. Durant ses études doctorales, elle travaille au laboratoire du physicien français Gérard Mourou. C’est là qu’elle mettra au point la technique d’amplification à dérive de fréquence, qui lui permettra de créer la lumière laser la plus puissante jamais générée jusque-là. En 1985, Donna Strickland et Gérard Mourou publient l’ouvrage précurseur qui leur vaudra plus tard le prix Nobel de physique, intitulé « Compression of amplified chirped optical pulses ». On le citera à plus de 4 500 reprises.

Carrière en recherche 

Donna Strickland occupe en carrière plusieurs postes de recherche dans le cadre desquels elle apporte de nombreuses contributions significatives au domaine de la technologie laser. Elle rejoint d’abord le Conseil national de recherches à Ottawa en tant que chargée de recherche de 1988 à 1991, tandis qu’elle termine son doctorat. Elle devient ensuite membre du personnel scientifique au Lawrence Livermore National Laboratory en Californie de 1991 à 1992, puis au Advanced Technology Center for Photonics and Opto-electronic Materials de l’Université Princeton de 1992 à 1996.

Depuis 1997, Donna Strickland enseigne et effectue des travaux de recherche au département de physique et d’astronomie de l’Université de Waterloo. Elle dirige le laboratoire du Groupe de lasers ultrarapides de l’établissement, qui conçoit des lasers ultrarapides à haute intensité en s’appuyant sur la même technique d’amplification à dérive de fréquence mise au point au cours de son doctorat.

Le saviez-vous?
Les impulsions laser créées par le groupe de Donna Strickland peuvent contenir plusieurs longueurs d’onde (ou couleurs) de lumière et s’approcher de la durée d’une femtoseconde, soit un quadrillionième, ou un millionième d’un milliard de seconde.

Son groupe travaille également à la création de lentilles à mise au point autonome, en plus d’étudier l’interaction des lasers avec différents types de lentilles. On souhaite parvenir à améliorer l’élasticité du cristallin de l’œil humain pour pouvoir traiter les troubles ophtalmiques comme la presbytie (la perte de la capacité à voir de près qui se développe chez beaucoup de gens avec l’âge).

Donna Strickland reçoit en 1998 la prestigieuse bourse de recherche Alfred P. Sloan pour ses travaux remarquables réalisés en début de carrière scientifique. Elle s’implique activement au sein de l’Optical Society of America (OSA), où elle réalise entre 2005 et 2007 un mandat de directrice par mandat spécial. Elle est également l’actuelle présidente du comité consultatif présidentiel de cette organisation, dont elle a été nommée fellow en 2008.

Contribution au développement de la technologie laser et prix Nobel de physique

Les types de lasers que Donna Strickland a aidé à mettre au point ont de nombreuses applications médicales, en plus de leur importance dans la recherche optique. Les lasers à impulsions ultracourtes sont essentiels dans la fabrication de petits appareils médicaux de grande précision, comme les endoprothèses utilisées pour gonfler les artères obstruées. On les utilise également pour pratiquer des incisions précises en chirurgie corrective de l’œil au laser et en chirurgie de la cataracte, où ces impulsions interviennent en prévenant la brûlure des tissus.

Le 2 octobre 2018, Donna Strickland devient corécipiendaire du prix Nobel de physique pour son travail ayant mené à la production d’impulsions optiques ultracourtes à haute intensité. Elle partage ce prix avec son superviseur de doctorat, Gérard Mourou, et l’Américain Arthur Ashkin de Bell Laboratories. Dans les années 1970, Arthur Ashkin met au point de façon indépendante la méthode des « pinces optiques », dans laquelle on recourt à des faisceaux laser pour saisir et déplacer des objets de très petite taille, comme des particules individuelles.

Donna Strickland est la troisième femme, dans toute l’histoire, à remporter ce prix, et la première en 55 ans, après Marie Curie en 1903 et Maria Goeppert Mayer en 1963. Dans une entrevue qu’elle accorde à NobelPrize.org, la physicienne confie qu’après avoir entendu la nouvelle, elle a d’abord cru qu’il s’agissait d’une blague. Elle raconte ceci : « Je sens que j’ai seulement eu de la chance dans tout cela... Je suis reconnaissante aux pionnières comme elle [Maria Goeppert Meyer] et Marie Curie... Je crois que les choses ont changé du tout au tout, et que d’autres changements sont à venir. » Jusque-là, Donna Strickland n’avait jamais cherché à obtenir le titre de professeure titulaire. En octobre 2018, elle postule pour une promotion au poste de professeure titulaire à l’Université de Waterloo, promotion qu’on lui accorde.

Les Canadiennes et le prix Nobel
Bien que le Canada se classe au huitième rang pour le nombre de lauréats du prix Nobel par pays, Donna Strickland est seulement la deuxième femme canadienne à remporter un prix Nobel (après l’écrivaine Alice Munro, en 2013), et la première femme canadienne à remporter le prix dans le domaine des sciences. Les femmes demeurent sous-représentées dans les domaines des sciences, de la technologie, de l’ingénierie et des mathématiques (STIM) au Canada; les écarts entre les sexes sont particulièrement frappants en mathématiques et en physique. (Voir aussi Collection : Les femmes en STIM.)

Vie personnelle

Donna Strickland est mariée à l’ingénieur électrique Doug Dykaar, avec qui elle a deux enfants d’âge adulte. Le couple vit à Waterloo, en Ontario.

Prix et distinctions

  • Bourse de recherche de la Fondation Alfred P. Sloan (1998)
  • Prix d’excellence en recherche du premier ministre, gouvernement de l’Ontario (1999)
  • Prix Cottrell Scholars, Research Corporation for Science Advancement (2000)
  • Fellow, Optical Society of America (2008)
  • Prix Nobel de physique, Fondation Nobel (2018)

Liens externes