Les physiciens suivent la propagation de la lumière dans une molécule –

  • FrançaisFrançais



  • En 1999, le chimiste égyptien Ahmed Zewail a reçu le prix Nobel pour mesurer la vitesse à laquelle les molécules changent de forme. Il a fondé la femtochimie à l’aide de flashs laser ultra-courts: la formation et la rupture des liaisons chimiques se produisent dans le domaine des femtosecondes. Une femtoseconde équivaut à 0,00000000000000001 seconde, soit 10 exp -15 secondes.

    Désormais, les physiciens atomiques de l’Université Goethe de l’équipe du professeur Reinhard Dörner ont pour la première fois étudié un processus plus court que les femtosecondes en magnitudes. Ils ont mesuré le temps qu’il faut à un photon pour traverser une molécule d’hydrogène: environ 247 zeptosecondes pour la longueur moyenne de liaison de la molécule. Il s’agit de la période la plus courte qui a été mesurée avec succès à ce jour.

    Les scientifiques ont effectué la mesure du temps sur une molécule d’hydrogène (H2) qu’ils ont irradiés aux rayons X de la source laser à rayons X PETRA III de l’accélérateur DESY de Hambourg. Les chercheurs ont réglé l’énergie des rayons X de sorte qu’un photon soit suffisant pour éjecter les deux électrons hors de la molécule d’hydrogène.

    Les électrons se comportent comme des particules et des ondes simultanément, et par conséquent, l’éjection du premier électron a entraîné des ondes électroniques lancées d’abord dans l’un, puis dans le deuxième atome de molécule d’hydrogène en succession rapide, les ondes fusionnant.

    Le photon se comportait ici un peu comme un caillou plat qui est écrémé deux fois sur l’eau: lorsqu’un creux d’onde rencontre une crête de vague, les vagues du premier et du deuxième contact avec l’eau s’annulent, ce qui se traduit par ce qu’on appelle un motif d’interférence.

    Les scientifiques ont mesuré le diagramme d’interférence du premier électron éjecté à l’aide du microscope à réaction COLTRIMS, un appareil que Dörner a aidé à développer et qui rend visibles les processus de réaction ultra-rapides dans les atomes et les molécules. Parallèlement au diagramme d’interférence, le microscope à réactions COLTRIMS a également permis de déterminer l’orientation de la molécule d’hydrogène. Les chercheurs ici ont profité du fait que le deuxième électron a également quitté la molécule d’hydrogène, de sorte que les noyaux d’hydrogène restants se sont séparés et ont été détectés.

    «Puisque nous connaissions l’orientation spatiale de la molécule d’hydrogène, nous avons utilisé l’interférence des deux ondes électroniques pour calculer précisément quand le photon a atteint le premier et quand il a atteint le deuxième atome d’hydrogène», explique Sven Grundmann dont la thèse de doctorat est à la base de l’article scientifique dans Science. “Et c’est jusqu’à 247 zeptosecondes, selon la distance dans la molécule des deux atomes du point de vue de la lumière.”

    Le professeur Reinhard Dörner ajoute: “Nous avons observé pour la première fois que la couche électronique d’une molécule ne réagit pas à la lumière partout en même temps. Le retard se produit parce que l’information dans la molécule ne se propage qu’à la vitesse de la lumière. Avec cette découverte nous avons étendu notre technologie COLTRIMS à une autre application. “

    Source de l’histoire:

    Matériaux fourni par Université Goethe de Francfort. Remarque: le contenu peut être modifié pour le style et la longueur.

    N'oubliez pas de voter pour cet article !
    1 Star2 Stars3 Stars4 Stars5 Stars (No Ratings Yet)
    Loading...

    Laisser un commentaire

    Votre adresse e-mail ne sera pas publiée.