Quelles sont les impulsions lumineuses attosecondes pour lesquelles Pierre Agostini, Ferenc Krausz et Anne L'Huillier ont reçu le Prix ​​Nobel de physique 2023

Le prix Nobel de physique de cette année a été décerné à Pierre Agostini, Ferenc Krausz et Anne L'Huillier pour leurs expériences avec la lumière qui capturent « l'instant le plus court ».

L'Académie royale des sciences de Suède a décerné le prix aux trois physiciens "pour leurs méthodes expérimentales générant des impulsions lumineuses attosecondes pour l'étude de la dynamique des électrons dans la matière".

Pierre Agostini est né en France en 1968 et est professeur émérite à l'Ohio State University, aux États-Unis.

Ferenc Krausz, né en Hongrie en 1962, est directeur de l'Institut Max Planck d'optique quantique en Allemagne, et Anne L'Huillier, née en France en 1958, est professeur à l'Université de Lund en Suède.

Les travaux des physiciens « ont démontré un moyen de créer des impulsions lumineuses extrêmement courtes qui peuvent être utilisées pour mesurer les processus rapides dans lesquels les électrons se déplacent ou changent d'énergie », a déclaré l'Académie.

Les gagnants se partageront le prix de 10 millions de couronnes suédoises (966 000 $ US).

Quelle est la physique des attosecondes

Tout comme nous utilisons la lumière pour observer le monde macroscopique qui nous entoure, elle peut également être utilisée pour sonder le monde subatomique.

Mais comme les particules comme les électrons peuvent se déplacer plus rapidement que la durée d’une impulsion lumineuse, de nombreux détails subtils de leur mouvement peuvent être perdus.

L'Académie royale des sciences de Suède a déclaré que « grâce à leurs expériences, les lauréats de cette année ont créé des éclairs de lumière suffisamment courts pour photographier les mouvements extrêmement rapides des électrons ».

Leurs expériences ont produit « des impulsions de lumière si courtes qu’elles sont mesurées en attosecondes ». (Une attoseconde équivaut à un cinquième millionième de seconde.)

"Une attoseconde est si courte que leur nombre par seconde est égal au nombre de secondes écoulées depuis l'émergence de l'univers, il y a 13,8 milliards d'années", explique l'Académie.

Mais quel est l’intérêt de détecter des processus aussi incroyablement rapides ?

La réponse est que l’attoseconde est l’échelle de temps naturelle du mouvement des électrons dans les atomes, les molécules et les solides.

Les électrons sont des particules à l’intérieur des atomes et ils se déplacent incroyablement vite : en milliardièmes de seconde.

Avant l’avancée des lauréats, ils apparaissaient effectivement flous sous les microscopes les plus avancés : leurs mouvements et leur comportement étaient trop rapides pour être suivis.

Mais comme l'explique Eva Olsson, présidente du Comité Nobel de physique : "Nous pouvons désormais ouvrir la porte au monde des électrons. La physique attoseconde nous donne l'opportunité de comprendre les mécanismes qui sont régis par les électrons."

La « physique attoseconde » met en lumière des processus importants au sein des atomes et des molécules.

L’étude et la compréhension des électrons sur des échelles de temps aussi courtes ont conduit à des progrès dans le domaine de l’électronique ultrarapide, qui pourraient un jour conduire au développement de puces informatiques plus puissantes.

Elle a également permis de distinguer les molécules les unes des autres en fonction de leurs propriétés électroniques.

En conséquence, les experts estiment que la science attoseconde a un énorme potentiel pour faire progresser la recherche fondamentale , non seulement en physique quantique mais aussi en biologie, chimie, médecine et autres.

Par exemple, ce développement pourrait conduire à des microscopes électroniques encore plus précis, à des appareils électroniques beaucoup plus rapides et à de nouveaux tests capables de diagnostiquer les maladies à un stade beaucoup plus précoce.

Le cinquième prix Nobel de physique à une femme

Le professeur L'Huillier n'est que la cinquième femme à remporter un prix Nobel de physique.

Au cours d'un appel brièvement interrompu et semblant quelque peu étourdie, elle s'est adressée à la conférence de presse à l'Académie royale suédoise.

"C'est incroyable", a-t-il déclaré. "Il n'y a pas beaucoup de femmes qui reçoivent ce prix, donc c'est très, très spécial ", a-t-elle déclaré.

Elle a expliqué que le Comité Nobel l'avait appelée trois fois avant qu'elle ne réponde au téléphone.

"J'enseignais", a-t-il déclaré, plaisantant en disant que la dernière demi-heure de sa leçon, après qu'il l'ait découvert, était "assez difficile".

Le prix Nobel de physiologie ou médecine, annoncé lundi, a été décerné aux professeurs Katalin Kariko et Drew Weissman, qui ont développé la technologie qui a conduit aux vaccins à ARNm contre le Covid.