Yahoo Actualités La physique ultrarapide fige le temps
En observant le mouvement des molécules, atomes et électrons durant des intervalles de temps très courts, inférieurs à 10-15 seconde, les physiciens décryptent les mécanismes à l'origine des propriétés de la matière. Il en découle une foule d'applications, depuis l'exploration de la physique quantique jusqu'à l'élaboration de nouveaux matériaux.
Cet article est extrait du mensuel Sciences et Avenir - La Recherche n°912, daté février 2023.
Einstein en aurait rêvé. La physique ultrarapide l'a fait. En mars 2022, le laboratoire AttoLab (CEA-CNRS, Université de Paris-Saclay), installé sur le plateau de Saclay dans l'Essonne, a filmé pour la première fois en temps réel la manière dont un électron est arraché à son atome sous l'action de la lumière. C'est l'effet photoélectrique décrit par Albert Einstein en 1905, qui lui valut le prix Nobel seize ans plus tard. Ce phénomène, étudié expérimentalement depuis longtemps, a été vu par les physiciens d'AttoLab et non simplement mesuré. Et en 3D !
L'expérience a fait l'objet d'un article dans la revue Science Advances. "Nous avons excité des atomes d'hélium avec des impulsions ultrabrèves, (10-18 seconde), explique Pascal Salières qui dirige le groupe Attophysique à l'origine de l'expérience. En absorbant des photons, l'hélium est brutalement excité et cède un électron. Il est ionisé. Nous sommes parvenus à enregistrer l'éjection des électrons, et cela dans toutes les directions. D'où l'aspect '3D'. Par la même occasion, nous avons démontré que l'éjection n'est pas instantanée. Elle peut se dérouler en quelques femtosecondes (10-15 s) si l'électron éjecté est d'abord piégé par le noyau avant de s'échapper. Cet aspect était jusqu'ici inconnu. "
Ce joli résultat illustre le dynamisme d'une discipline en plein essor : la physique ultrarapide. Les premières impulsions laser attoseconde remontent à la fin des années 1980 avec Anne L'Huillier et son équipe du CEA de Saclay. Elles étaient alors considérées comme des curiosités de laboratoire, sans applications concrètes. Aujourd'hui, la qualité des sources laser et les applications qui en découlent provoquent une effervescence que raconte Franck Lépine, directeur de recherche CNRS à l'institut Lumière Matière de Lyon. Il coordonne le groupement de recherche Ultrafast Phenomena (GdR UP) (Institut national de physique-CNRS).
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