Prix ​​Nobel de physique 2023 pour les explorateurs du monde des électrons en billionièmes de seconde | Science

Ce mardi, l’Académie royale des sciences de Suède a décerné le prix Nobel de physique 2023 aux physiciens français Anne L’Huillier et Pierre Agostini et au Hongrois Ferenc Krausz, pères de nouveaux outils pour explorer le monde des électrons au sein des atomes. Le jury a souligné que les trois lauréats sont à l’origine d’une nouvelle façon de créer des impulsions lumineuses extrêmement courtes, qui peuvent être utilisées pour mesurer ou photographier les processus éphémères dans lesquels les électrons se déplacent ou changent d’énergie. Ce sont des événements qui se produisent en attosecondes, en billionièmes de seconde : l’échelle de temps la plus courte capturée par les humains. Anne L’Huillierprofesseur à l’Université de Lund (Suède), est la cinquième femme à remporter le prix Nobel de physique depuis 1901. La récompense est d’une valeur de 11 millions de couronnes suédoises, soit environ 950 000 euros.

L’Huillier, née il y a 65 ans à Paris, a découvert en 1987 que différentes nuances lumineuses apparaissaient lorsqu’elle transmettait la lumière laser infrarouge à travers un gaz rare, un phénomène lié à l’interaction du laser avec les atomes du gaz, selon l’Académie. . suédois c’est une déclaration. Le laser fournit une énergie supplémentaire aux électrons et celle-ci est émise sous forme de lumière. L’Huillier a détaillé ce processus, ouvrant la porte à des avancées ultérieures.

Pierre Agostini, professeur à l’Ohio State University (États-Unis), a réussi en 2001 à produire une série d’impulsions lumineuses consécutives qui duraient à peine 250 attosecondes. En parallèle, Ferenc Krausz, né il y a 61 ans dans la ville hongroise de Mór et actuel directeur de l’Institut Max Planck d’optique quantique (à Garching, en Allemagne), a obtenu une impulsion lumineuse de 650 attosecondes. “Les contributions des lauréats ont permis d’étudier des processus si rapides qu’ils étaient auparavant impossibles à suivre”, a célébré l’Académie dans son communiqué.

Le physicien et chimiste Fernando Martinprofesseur à l’Université Autonome de Madrid, a collaboré avec Anne L’Huillier en 2010 pour visualiser pour la première fois comment les électrons se déplacent dans une molécule. « Une attoseconde est le millionième du millionième du millionième de seconde. C’est 0,000000000000000001 seconde. S’il faut un an à la Terre pour faire le tour du Soleil, il faut à un électron 150 attosecondes pour faire le tour du noyau d’un atome d’hydrogène. Si vous voulez faire un film sur le mouvement de l’électron, vous avez besoin d’un temps d’exposition d’attosecondes, sinon le film sera flou. Avec ces lasers, vous pouvez prendre ces photos et voir le mouvement des électrons en temps réel », explique Martín, également directeur scientifique de l’Institut de nanosciences IMDEA.

Martín raconte qu’en août, il s’est rendu dans la ville suédoise de Bastad, à la demande de l’Académie royale des sciences de Suède, pour expliquer aux universitaires les applications de ces outils. «Je savais déjà qu’ils allaient lui donner le prix Nobel. “C’est un plaisir”, se félicite-t-il. Le chercheur espagnol souligne que ces impulsions permettent également de modifier le mouvement des électrons et donc les propriétés d’un matériau. L’équipe de Martín a reçu l’aide de près de 12 millions d’euros du Conseil européen de la recherche pour tenter d’améliorer l’efficacité de conversion de l’énergie solaire dans les cellules photovoltaïques, en utilisant des impulsions attosecondes. Deux des actuels lauréats du prix Nobel, Anne L’Huillier et Ferenc Krausz, ont remporté en février dernier le prix Frontières du savoir de la Fondation BBVA, après avoir été nominés par Martín lui-même. Fronteras a déjà été le prélude à l’attribution du prix Nobel à 25 scientifiques.

Physique suédoise Eva Olsson, président du Comité Nobel de physique, a applaudi les lauréats ce mardi. « Nous pouvons désormais ouvrir la porte au monde des électrons. La physique attoseconde nous offre l’opportunité de comprendre les mécanismes régis par les électrons. La prochaine étape sera de les utiliser », a-t-il déclaré. L’Académie suédoise a mis en avant des applications potentielles dans différents domaines, comme l’électronique, dans lequel il est essentiel de contrôler le comportement des électrons. Les impulsions attosecondes peuvent également être utilisées pour identifier différentes molécules, par exemple dans le cadre d’un diagnostic médical.

Le prix Nobel de physique est décerné depuis 1901 à 219 hommes oui cinq femmes: outre la française Anne L’Huillier, la polonaise Marie Curie (1903), pour l’étude des rayonnements ; l’Allemande Maria Goeppert Mayer (1963), pour avoir décrit le noyau des atomes ; la Canadienne Donna Strickland (2018), pour une nouvelle technique permettant de générer des impulsions laser ultracourtes de haute intensité ; et l’Américaine Andrea Ghez (2020), pour la découverte d’un objet compact supermassif au centre de notre galaxie.

Le magazine Monde de la physiqueédité par l’Institut de Physique du Royaume-Uni, avait placé il y a quelques jours deux espagnols parmi les favoris du Nobel : Ignacio Cirac, directeur de l’Institut Max Planck d’optique quantique en Allemagne et pionnier de l’informatique quantique ; et Pablo Jarillo Herreroprofesseur au Massachusetts Institute of Technology (USA) déjà lauréat en 2020 le prestigieux Prix Wolf après avoir découvert la supraconductivité dans le graphène bicouche torsadé, un matériau qui promet une révolution énergétique.

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