Quelle est la vitesse de l'attoseconde ?

Le prix Nobel de physique 2023 a été décerné à trois scientifiques pour leurs recherches sur l'attoseconde, qui pourraient mener à des percées majeures en électronique et en chimie.

Les trois scientifiques Pierre Agostini, Ferenc Krausz et Anne L'Huillier ont reçu le prix Nobel de physique 2023. Photo : CNN

L'Académie royale des sciences de Suède a annoncé que les scientifiques Pierre Agostini (55 ans), Ferenc Krausz (61 ans) et Anne L'Huillier (65 ans) sont les lauréats du prix Nobel de physique 2023, pour leurs méthodes expérimentales qui aident à créer des impulsions lumineuses attosecondes pour étudier la dynamique des électrons dans la matière, à 16h45 le 3 octobre (heure de Hanoï ).

Leurs travaux sur les lasers fournissent aux scientifiques des outils pour observer, voire contrôler, les électrons. Cela pourrait mener à des avancées majeures dans de nombreux domaines, tels que l'électronique et la chimie.

Une attoseconde équivaut à un milliardième de milliardième de seconde. Autrement dit, le nombre d'attosecondes dans une seconde correspond au nombre de secondes dans l'histoire de l'univers, qui s'étend sur 13,8 milliards d'années. Selon Hans Jakob Woerner, chercheur à l'École polytechnique fédérale de Zurich (ETH Zurich), l'attoseconde est la plus courte période de temps que l'on puisse mesurer directement.

La capacité d'opérer dans cet intervalle de temps est cruciale car elle correspond à la vitesse à laquelle se déplacent les électrons, constituants essentiels de l'atome. Par exemple, un électron met 150 attosecondes pour faire le tour du noyau d'un atome d'hydrogène.

Cela signifie que l'étude des attosecondes permet aux scientifiques d'accéder à un processus fondamental qui leur était jusqu'alors inaccessible. Tous les dispositifs électroniques sont affectés par le mouvement des électrons, et la limite de vitesse actuelle est de l'ordre de la nanoseconde, selon Woerner. Si les microprocesseurs étaient convertis à l'échelle de l'attoseconde, il deviendrait possible de traiter l'information un milliard de fois plus vite.

Un atome est constitué d'un noyau composé de protons et de neutrons, entouré d'électrons. (Image : Rost-9D/Getty)

La physicienne suédoise d'origine française, Anne L'Huillier, fut la première à découvrir un outil permettant d'explorer le monde de l'attoseconde. Cet outil utilise des lasers de haute puissance pour générer des impulsions lumineuses à intervalles extrêmement courts.

Franck Lepine, chercheur à l'Institut français de la lumière et de la matière et ancien collaborateur de L'Huillier, décrit cet outil comme une sorte de film conçu pour les électrons. Il le compare au travail des frères Auguste et Louis Lumière, deux pionniers du cinéma français, qui construisaient des scènes à partir d'une série de photographies. Selon John Tisch, professeur de physique laser à l'Imperial College de Londres, il s'agit d'un dispositif émettant des impulsions lumineuses extrêmement rapides, projetées sur des matériaux pour recueillir des informations sur leurs réactions au cours de ce laps de temps.

Les trois lauréats d'hier détenaient auparavant le record du monde de l'impulsion lumineuse la plus courte. En 2001, une équipe de recherche dirigée par le scientifique français Pierre Agostini avait créé une impulsion lumineuse d'une durée de seulement 250 attosecondes. L'équipe de L'Huillier avait battu ce record en 2003 avec 170 attosecondes. En 2008, le physicien austro-hongrois Ferenc Krausz avait réduit cette durée de plus de moitié avec une impulsion de 80 attosecondes.

L'équipe de recherche de Woerner détient actuellement le record du monde Guinness de l'impulsion lumineuse la plus courte, d'une durée de 43 attosecondes. Woerner estime que cette durée pourrait être encore réduite à quelques attosecondes seulement grâce aux technologies actuelles.

Les experts affirment que la technologie attoseconde n'est pas encore largement répandue, mais que l'avenir s'annonce prometteur. À ce jour, les scientifiques ont principalement utilisé l'attoseconde pour observer les électrons. Contrôler les électrons et manipuler leur mouvement reste fondamentalement impossible, ou du moins commence à peine à devenir envisageable, selon Woerner. Cela pourrait rendre les appareils électroniques beaucoup plus rapides et potentiellement engendrer une révolution en chimie.

« Nous ne serons plus limités aux propriétés naturelles des molécules, mais pourrons les adapter à nos besoins », a déclaré Woerner. Il a ajouté que cette « chimie atomique » pourrait permettre de concevoir des cellules solaires plus performantes, voire d'utiliser l'énergie lumineuse pour produire des carburants propres.

Thu Thao (Selon l'AFP )

Lien source: https://vnexpress.net/atto-giay-nhanh-den-dau-4660582.html