La réaction chimique la plus froide jamais observée livre l'un des secrets du couplage moléculaire

En refroidissant deux molécules à une température un million de fois inférieure à celle qui règne dans l'espace interstellaire, une équipe de chercheurs a pu ralentir à l'extrême, pour mieux les observer, les mécanismes entrant en jeu lors d'une réaction chimique.

C’est le "mariage moléculaire" le plus glacial jamais officialisé dans l’Univers connu. Dans un article paru le 28 novembre 2019 dans la revue , une équipe de chercheurs de l’Université de Harvard, aux États-Unis, a décrit comment elle est parvenue à faire réagir deux molécules  : 500 nanokelvins, soit quelques millionièmes de degrés au-dessus du zéro absolu (-273,15°C), la température la plus basse dont nous ayons connaissance et que l’on ne peut physiquement atteindre. À cette température glaciale, un million de fois plus faible que celle qui règne dans l'espace interstellaire, les molécules présentent d'étranges comportements qui ne cessent d'intriguer les chercheurs. 

Le froid, la clé du succès

À des températures raisonnables, pour ne pas dire ambiantes, les molécules s’agitent, fusent et s’entrechoquent de façon chaotique à plusieurs centaines de kilomètre/heure. Mais à une température aussi extrême que celle de 500 nanokelvins, elles finissent par atteindre un niveau d’énergie si faible qu’elles s’en trouvent ralenties, comme "calmées", permettant ainsi aux scientifiques de les manipuler avec la plus grande précision, notamment pour les faire interagir.

Ming-Guang Hu, auteur principal de l’article, et son superviseur, la pionnière de la chimie ultra-froide Kang-Kuen Ni, ont non seulement réussi à coupler deux molécules dans ces conditions record – en l’occurrence de potassium-rubidium (KRb) –, mais ont accompli dans la foulée un exploit auquel ils ne s’attendaient pas : capturer dans son acte le plus critique, qualifié jusqu’ici d’insaisissable, une réaction chimique. Autrement dit, assister à ce moment précis où deux molécules se rencontrent pour en former deux autres (dans ce cas précis, K2 et Rb2)"Grâce à la spectrométrie de masse, nous avons pu observer les réactifs et leurs produits mais aussi leur phase intermédiaire, qui est d’une durée infiniment courte", nous explique Ming-Guang Hu. En effet, celle-c[...]

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