Des scientifiques ont filmé pour la première fois la « danse » secrète des molécules en les faisant exploser

Comment voir quelque chose d’aussi petit et d’aussi rapide ? L’équipe de chercheurs du centre européen XFEL a eu une idée folle : pour voir comment une molécule était juste avant, il fallait la faire exploser. Ils ont donc pris une molécule assez complexe, la 2-iodopyridine (qui est composée de 11 atomes), et lui ont tiré dessus avec des flashs de rayons X extrêmement puissants et brefs. Ils ont créé une sorte de « Big Bang microscopique ».

La technique utilisée s’appelle l’Imagerie par Explosion de Coulomb. C’est un peu comme si vous preniez une photo d’un feu d’artifice à la fraction de seconde où il explose pour comprendre comment il était assemblé juste avant. Les rayons X arrachent une grande quantité d’électrons à la molécule. Privée de ses électrons, la molécule devient chargée positivement, et ses atomes se repoussent violemment les uns les autres. Ils s’envolent dans toutes les directions. Un détecteur spécial enregistre alors la trajectoire de chaque fragment de l’explosion, qui dure moins d’un millionième de milliardième de seconde.

En analysant les débris, les scientifiques ont pu reconstruire l’état exact de la molécule juste avant l’explosion. Et c’est là qu’est la grande découverte. Les atomes ne vibraient pas au hasard, chacun dans son coin. Non, ils vibraient de manière « couplée », suivant des schémas bien précis, comme une troupe de ballet exécutant une chorégraphie. Cette molécule possède tout un répertoire de 27 ‘modes de vibration’ différents. C’est un comportement purement quantique, impossible à expliquer avec la physique classique.

Au-delà de l’exploit technique, cette découverte nous offre une représentation tangible de ce monde quantique si étrange. C’est comme si on avait enfin les « empreintes digitales » du comportement quantique des atomes. Selon les chercheurs, cela ouvre des voies totalement nouvelles pour étudier les molécules une par une, avec une précision qu’on n’aurait jamais pu imaginer. Le monde de l’infiniment petit devient un peu moins abstrait.

Et ce n’est qu’un début. L’équipe espère maintenant utiliser cette technique pour étudier des molécules encore plus grosses. « À l’avenir, des films en temps réel de leurs mouvements internes sont désormais possibles », s’enthousiasme Michael Meyer, l’un des co-auteurs. Le but ultime ? Aller au-delà de la danse des atomes et observer celle des électrons, une chorégraphie encore bien plus rapide. « Nous pouvons progressivement créer de vrais courts métrages des processus moléculaires – quelque chose qui était autrefois inimaginable », ajoute Till Jahnke, l’auteur principal.

Selon la source : xfel.eu