Anne L’Huillier, prix Nobel de physique : « Les gens sont essentiellement constitués d’espace vide » | Science

L’enseignant Anne L’Huillier Il enseignait mardi un cours de physique à l’université de Lund (Suède) lorsque son téléphone silencieux a commencé à recevoir des appels en continu. Dans une brève pause, il répondit à ce numéro inconnu. Un homme l’a informée qu’elle était la lauréate du prix Nobel de physique. L’Huillier, née il y a 65 ans à Paris, avait réalisé ce que seules quatre femmes dans l’histoire, à commencer par la Polonaise Marie Curie en 1903. Choquée et obligée de garder le secret jusqu’à l’annonce officielle, L’Huillier continue d’enseigner à ses élèves. «Je pense qu’ils l’ont senti, mais je ne leur ai rien dit», explique-t-il en souriant.

Les recherches pionnières de ce physicien français ont permis il y a plus de trois décennies de créer des impulsions lumineuses ultracourtes, durant quelques attosecondes : des billionièmes de seconde. Tout comme le photographe américain Eadweard Muybridge a réussi à figer l’image de un cheval au galop En 1878, L’Huillier et ses collègues parviennent à photographier le mouvement des électrons avec ce genre de flash ultrarapide. Il s’agit de l’échelle de temps la plus courte capturée par les humains. Il y a plus d’attosecondes dans une seconde qu’il n’y a de secondes dans toute l’ère de l’univers.

L’Huillier, « épuisé » après deux jours de célébrations, s’adresse à EL PAÍS par visioconférence. Le scientifique a ouvert la porte du monde secret des électrons. Toute la matière connue, y compris celle qui constitue les êtres humains, est constituée d’atomes. Et ces atomes sont unis en molécules grâce aux électrons, la colle De l’affaire. L’atome d’hydrogène, par exemple, possède un noyau autour duquel se déplace un seul électron. Si cet atome avait la taille de la planète Terre, le noyau Il mesurerait à peine 200 mètres. Le reste de l’espace serait réservé aux mouvements imprévisibles de l’électron, en billionièmes de seconde.

Demander. Les électrons interviennent dans nos vies de nombreuses manières, et pas seulement par le biais d’appareils électroniques tels que l’ordinateur et le téléphone. Nous sommes aussi des électrons. Dans un corps humain, il y a des 23 000 quadrillions d’électronsselon les calculs du laboratoire Jefferson des États-Unis.

Répondre. La vérité est que je ne connaissais pas ce numéro. [risas]mais nous ne sommes pas des électrons : nous sommes des atomes et des molécules, même s’il y a bien sûr de nombreux électrons.

P. Vous avez été l’une des premières personnes à s’intéresser au monde des électrons. Ils sont le ciment de la matière. Des questions existentielles se posent-elles lorsque vous voyez, entre guillemets, de quoi nous sommes faits ?

R. La vérité est que je ne me pose pas beaucoup de questions existentielles.

P. Et si quelqu’un vous demandait ce que nous sommes ? Sommes-nous seulement des atomes ?

R. C’est une question existentielle. Nous sommes simplement des atomes, oui.

Nous sommes simplement des atomes

P. Plus de 99,9999 % de l’atome d’hydrogène, qui est l’un des éléments les plus abondants dans le corps humain, c’est un espace vide.

R. C’est vrai, les atomes sont pour la plupart des espaces vides. Son noyau est très très petit.

P. C’est difficile à imaginer.

R. C’est pourquoi la physique est si amusante.

P. Avons-nous un espace vide en nous-mêmes ?

R. Oui, nous sommes essentiellement constitués d’espace vide. J’aime beaucoup cette idée.

P. Le défi à long terme est de contrôler en temps réel le mouvement des électrons dans la matière. Est-il désormais possible de contrôler les électrons ?

R. Nous commençons petit à petit. L’un des objectifs est par exemple de contrôler le début d’une réaction chimique.

P. Quelles applications le contrôle des électrons pourrait-il avoir ?

R. Il serait extrêmement intéressant de contrôler des processus comme la photosynthèse [el proceso por el cual las plantas sintetizan sustancias utilizando como fuente de energía la luz solar]mais ce n’est pas vraiment mon domaine de recherche.

P. Vous avez déclaré mardi à la cérémonie du prix Nobel de physique que contrôler la photosynthèse reviendrait à trouver « le Saint Graal ».

R. Oui, contrôler la photosynthèse et d’autres processus induits par la lumière dans de grosses molécules serait un peu comme trouver le Saint Graal.

P. Pourquoi dis-tu que ce serait comme un Saint Graal ? À quoi ressemblerait le monde si nous pouvions contrôler la photosynthèse ?

R. Je ne sais pas, mais si nous pouvions contribuer à résoudre certains problèmes mondiaux, comme le changement climatique, ce serait merveilleux. Nous en sommes encore loin, les progrès sont très lents.

Contrôler la photosynthèse, ce serait un peu comme trouver le Saint Graal

P. Physicien américain Theodore Maiman a inventé le laser en 1960, sans applications en vue. Il avait lui-même déclaré à l’époque qu’il s’agissait d’une « solution à la recherche d’un problème ». Vous vous êtes souvenu de l’anecdote en juin, lors de la collecte le prix Frontières de la Fondation BBVA à Bilbao.

R. Peut-être que les impulsions attosecondes sont aussi une solution à la recherche d’un problème, mais, 30 ans plus tard, les applications arrivent déjà. La capacité de mesurer le mouvement des électrons pourrait permettre d’avoir un certain contrôle sur ce mouvement, mais nous n’en sommes pas encore là. Il existe des applications dans l’industrie des matériaux semi-conducteurs [de electricidad].

P. Évidemment, le laser n’a pas été inventé pour scanner les codes-barres dans les supermarchés, c’est par pure curiosité, à l’image des découvertes que vous avez faites.

R. Complètement. Faire de la recherche fondamentale est très important, car on ne sait jamais quelle sera l’application. Comme dans le cas du laser, il pourrait arriver 30, 40 ou 50 ans plus tard. Nous ne savons pas de quelles applications il s’agira, mais je suis sûr qu’elles arriveront bientôt.

P. Une application de la physique attoseconde consiste à détecter la signature caractéristique des molécules dans l’infrarouge, a proclamé mardi l’Académie suédoise. Cela pourrait être utilisé pour détecter des maladies, comme le cancer du poumon, à un stade précoce.

R. C’est ce que fait mon collègue Ferenc Krausz [director del Instituto Max Planck de Óptica Cuántica, en la ciudad alemana de Garching]. Il s’agit encore d’une recherche expérimentale, je ne pense pas qu’elle ait déjà été appliquée pour détecter le cancer.

P. Le record actuel de l’impulsion lumineuse la plus courte est de 43 attosecondes. Où est la limite ?

R. Il n’y a pas de limite fondamentale, mais il est difficile de synchroniser toutes les composantes fréquentielles de ce rayonnement [para superar ese récord]. Nous verrons.

P. Il y a des idées à générer impulsions zeptosecondes [milésimas de attosegundos]. Que pourrait-on en faire ?

R. La vérité est que je ne sais pas. Je suppose qu’on arriverait à l’échelle de temps du mouvement dans les noyaux des atomes, mais je préfère ne pas dire de bêtises.

P. Son collègue Ferenc Krausz estime qu’avec la technologie attoseconde, nous pourrions multiplier par 100 000 la puissance actuelle des ordinateurs. Est d’accord?

R. L’idée est d’utiliser un interrupteur ultra-rapide dans les composants électroniques. Je suis probablement d’accord. Il a le potentiel d’accélérer réellement le traitement d’un ordinateur.

P. Contrôler les électrons dans les molécules équivaudrait à disposer d’un interrupteur ultra-rapide pour transformer un matériau isolant en conducteur électrique. Cela ouvrirait la porte à des matériaux aux propriétés incroyables.

R. Je ne sais pas, nous verrons.

Je ne dis pas que j’ai subi du sexisme au cours de ma carrière car ce serait un mensonge.

P. Lors de la cérémonie du Nobel, vous avez dit qu’il s’agissait d’un prix spécial, car pratiquement aucune femme ne l’a remporté. Il y a eu 219 gagnants masculins et seulement cinq gagnantes féminines : Marie Curie, Maria Goeppert Mayer, Donna Strickland, Andrea Ghez et vous. Ils sont à peine 2 %. Vous avez fait partie du comité Nobel de physique jusqu’en 2015, vous savez donc ce qui se passe dans les coulisses. Pourquoi pensez-vous qu’ils n’ont récompensé que cinq femmes depuis 1901 ?

R. Vous pouvez voir les choses autrement : Donna Strickland l’a gagné en 2018 et Andrea Ghez, en 2020. Et maintenant, je l’ai gagné, nous sommes donc trois femmes en cinq ans. Pas mal. Ce que je veux dire, c’est que cela est en train de changer. Il y a un siècle, les femmes ne faisaient pas de recherche. Il faudrait encore plus de femmes, mais cela est en train de changer.

P. Pensez-vous que ce n’était pas un problème avec les mécanismes de prise de décision du Nobel ?

R. Il s’agissait probablement de deux facteurs : les mécanismes de décision et la composition des groupes de recherche. La société était très différente il y a 100 ans : les femmes devaient s’occuper des enfants. J’espère que cela change et j’espère l’aider à changer.

P. Avez-vous détecté du sexisme au cours de votre carrière ?

R. Je suis une femme et évidemment ma carrière a été un peu différente parce que je suis une femme. J’ai probablement souffert de ce biais inconscient, mais j’ai aussi bénéficié d’une plus grande visibilité et d’une certaine aide pour les femmes. Il y a eu de bonnes et de mauvaises choses. Je ne veux pas dire que j’ai eu plus de mal, parce que je ne sais pas, mais c’est probablement différent. Je ne dis pas que j’ai subi du sexisme au cours de ma carrière car ce serait un mensonge.

P. Le physicien Joseph John Thompson a découvert l’électron en 1897 et, un siècle plus tard, on a pu étudier son mouvement. Selon vous, que se passera-t-il dans un siècle ?

R. Je ne sais pas. Qui sait?

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