Des scientifiques contrôlent et filment pour la première fois une liaison atomique
Une équipe de recherche néozélandaise de l'Université d'Otago vient de réussir à capturer des atomes individuellement, à les stabiliser et à les regarder fusionner. Une première en physique quantique! Leurs observations sont publiées dans les Physical Review Letters le 18 février 2020.
Du rubidium en Nouvelle-Zélande
Pour accomplir cet exploit, physiciennes et physiciens ont capturé trois atomes de rubidium à l'aide de pinces optiques. Ils les ont forcés à ralentir suffisamment grâce à des températures très basses, dans une chambre sous vide de la taille d'un toaster, pour pouvoir enregistrer leur interaction à trois.
"En travaillant à ce niveau moléculaire, nous comprenons désormais mieux comment les atomes entrent en collision et réagissent les uns avec les autres", souligne Marvin Meylan, l'un des scientifiques d'Otago. "En la développant, cette technique pourrait fournir un moyen de construire et de contrôler des molécules individuelles de produits chimiques spécifiques".
Du rhénium en Angleterre et en Allemagne
Parallèlement, des scientifiques de l'Université de Nottingham et celle d'Ulm ont filmé la liaison de deux atomes de rhénium au moment où elle se produisait, ainsi que la rupture de ce lien. Leur recherche a été publiée dans Science Advances le 17 janvier 2020.
>> Regarder des atomes de rhénium se lier et se séparer:
Il a fallu utiliser des techniques avancées en microscopie électronique en transmission, car ces réactions sont environ un demi-million de fois plus petites que la largeur d'un cheveu humain. Les auteurs de l'étude ont guidé précisément les atomes grâce à des nanotubes de carbone, qui fonctionnaient comme de mini-éprouvettes.
Des utilisations dans les technologies du futur
Les scientifiques ont vu en temps réel ce qui était expliqué par les modèles de recherche fondamentale, ou observé dans des groupes d'atomes refroidis à une température extrêmement basse.
Des expériences qui pourront avoir des applications dans les technologies du futur, notamment en informatique.
Pouvoir contrôler individuellement des atomes ouvre des possibilités pour une "seconde révolution technologique quantique", selon Mikkel Anderson, professeur associé qui a participé au papier néozélandais.
Il sera notamment possible de construire des structures au niveau atomique, ce qui n'a encore jamais été réalisé.
Stéphanie Jaquet