Prix ​​Nobel de physique pour Pierre Agostini, Ferenc Krausz et Anne L’Huillier pour leurs expériences sur les attosecondes pour étudier la matière

La physique attoseconde (le temps nécessaire à la lumière pour traverser un atome) a permis de voir les phénomènes au sein des atomes sur l’échelle de temps la plus courte capturée par les humains, permettant des observations directes de phénomènes naturels qui ne pouvaient pas être perçus auparavant par les humains.

L’Académie royale des sciences de Suède a distingué ce mardi avec le Prix ​​Nobel de physique un Pierre Agostini, Ferenc Krausz oui Anne L?Huillier pour développer des méthodes expérimentales qui génèrent des impulsions de lumière attosecondes pour étudier la matière. Une attoseconde correspond approximativement au temps nécessaire à la lumière pour traverser un atome. (équivalent à un billionième de seconde) et constitue l’échelle naturelle du mouvement électronique dans la matière. Mais il s’agissait d’une échelle qui, jusqu’à récemment, était inaccessible aux études expérimentales en raison du manque d’impulsions lumineuses d’une durée suffisamment courte.

Comme le jury l’a détaillé ce matin à Stockholm, les travaux de ces trois scientifiques « ont donné à l’humanité de nouveaux outils pour explorer le monde des électrons à l’intérieur des atomes y moléculaire lente. Pierre Agostini, Ferenc Krausz et Anne L’Huillier ont démontré un moyen de créer des impulsions lumineuses extrêmement courtes “qui peut être utilisé pour mesurer les processus rapides dans lesquels les électrons se déplacent ou changent d’énergie.”

Et qu’est-ce que cela signifie ? La physique attoseconde ou attophysique, comme on l’appelle aussi, a permis d’observer des phénomènes subatomiques sur l’échelle de temps la plus courte capturée par l’homme, par exemple, observations directes de phénomènes naturels qui ne pouvaient auparavant pas être perçus par l’homme.

“C’est incroyable, il n’y a pas beaucoup de femmes qui ont obtenu ce prix et c’est quelque chose de très spécial”, s’est déclarée avec enthousiasme le scientifique français. Anne L’ Huillier lors de son discours lors de l’événement au cours duquel le prix a été annoncé.

Anne L’Huillier (1958, Paris), chercheuse à l’Université Pierre et Marie Curie et professeur à l’Université de Lund, en Suède, est aujourd’hui devenue la Cinquième femme à remporter le prix Nobel de physique dans l’histoire de ces prix, depuis 1901. Auparavant, Marie Curie elle-même (1903), Maria Goeppert Mayer (1963), Donna Strickland (2018) et Andrea Ghez (2020) avaient été récompensées.

Pierre Agostiniégalement français (1968), de l’Université d’Aix-Marseille, est professeur à l’Ohio State University, aux Etats-Unis, tandis que le Hongrois Ferenc Krausz dirige l’Instituto Max Planck de ptica Cuntica. Anne L’Huillier et Ferenc Krausz ont reçu cette année le prix Frontières du savoir de la Fondation BBVA, partagé avec Paul Corkum.

Pour comprendre comment les phénomènes qui se produisent dans la nature fonctionnent à des vitesses aussi rapides que celles qui se produisent dans le monde des électrons, le jury Nobel compare le processus avec un film : ce que nous percevons comme un mouvement continu est en réalité un ensemble d’images fixes. Dans le monde de la physique, une technologie spécialement développée est également nécessaire pour que ces processus subatomiques puissent être perçus par l’homme.

Entre 1987 et 2011, les trois lauréats ont réalisé avec succès des découvertes sur la transmission de la lumière et des expériences qui ont produit des impulsions lumineuses si courtes qu’elles ont été mesurées en attosecondes, démontrant que de telles impulsions courtes peuvent être utilisées pour observer les processus qui se produisent. atmosphères et molécules. Ainsi, en 2001, Pierre Agostini a produit une série consécutive d’impulsions lumineuses, chacune d’une durée de seulement 250 attosecondes, tandis que Ferenc Krausz a pu isoler une seule impulsion lumineuse d’une durée de 650 attosecondes dans une expérience différente qui s’est déroulée plus loin ou moins au même moment.

“Nous pouvons désormais ouvrir la porte au monde des électrons. La physique attoseconde nous donne l’opportunité de comprendre les mécanismes régis par les électrons. La prochaine étape consiste à les utiliser. a déclaré Eva Olsson, présidente du comité Nobel de physique.

Applications futures

Parmi les applications possibles des expériences attosecondes figurent l’électronique (car il est important de comprendre et de contrôler le comportement des électrons dans un matériau), la recherche de nouvelles sources d’énergie propres ou la médecine, puisque les impulsions attosecondes peuvent être utilisées pour identifier différentes molécules, comme c’est le cas fait dans les diagnostics médicaux. Mais comme c’est souvent le cas en science, les applications pratiques des progrès réalisés dans le monde de la physique sont souvent imprévisibles et ne peuvent être anticipées au moment où la recherche fondamentale est menée.

Précisément le Canadien Donna Strickland, qui a reçu la semaine dernière la médaille d’or du CSIC à Madrid, a abordé les implications de ce type de recherche lors de sa visite en Espagne. Dans des déclarations à EL MUNDO lors d’un événement organisé par l’ambassade du Canada vendredi dernier, la prix Nobel de physique 2020 pour ses recherches pionnières dans le domaine de l’optique et des lasers a défendu l’importance de la recherche fondamentale et a rappelé comment au début de sa carrière “je Je ne pouvais pas imaginer le nombre d’applications que les lasers auraient, et aujourd’hui, ils sont partout. »

Dans les années à venir, des applications des attosecondes verront également le jour. Comme il le rappelle dans des déclarations à Centre des Médias Scientifiques Espaa (SMC) Luis Roso, professeur de physique appliquée dans le domaine de l’optique à l’Université de Salamanque, En Europe, il existe déjà deux grandes installations qui leur sont dédiées“l’un est ELI-ALPS à Szeged (Hongrie), basé sur les techniques développées par ces trois pionniers. L’autre est l’Eu-XFEL à Hambourg (Allemagne), où ils ont développé une technique alternative basée sur des électrons accélérés à une énergie énorme “.

Si en 2023 les lauréats recherchent dans le domaine de la photonique, l’année dernière, le prix Nobel de physique est allé au domaine de la mécanique quantique et a également été partagé par trois chercheurs : les Français Alain Aspectl’Américain John F. Clauser et l’autrichien Anton Zeilinger.

Lundi, le prix a été annoncé dans la catégorie Médecine, qui a été décerné à Katalin Karik et Drew Weissman pour leurs recherches qui leur ont permis de développer les bases de la conception de vaccins à ARNm pendant la pandémie de coronavirus. Les vaccins Pfizer et Moderna Covid reposent sur cette technologie. Demain mercredi, sera décerné le prix Nobel de chimie et jeudi, le prix Nobel de littérature.