Le microscope le plus rapide au monde capture les électrons en une attiseconde, la nouvelle révolution de la physique quantique

Le microscope électronique le plus rapide au monde, créé par l'Université de l'Arizona, révolutionne la science en observant les électrons en temps réel à l'échelle de l'attiseconde

Une équipe de chercheurs de l'Université de l'Arizona a développé le microscope électronique le plus rapide jamais conçu, capable de capturer des événements d'une durée d'une attoseconde, soit un milliardième de milliardième de seconde. Grâce à cette innovation, appelée «actomicroscopie», il sera possible d’observer en temps réel des dynamiques électroniques jusqu’alors impossibles à étudier, ouvrant ainsi de nouvelles perspectives en physique quantique, en chimie, en biologie et en sciences des matériaux.

Comment fonctionne l'actomicroscopie et pourquoi elle est révolutionnaire

La nouvelle technologie représente une avancée significative dans le domaine de la microscopie électronique, une réalisation réalisée sous la direction du professeur Mohammed Hassan. L'approche s'appuie sur les études des prix Nobel Pierre Agostini, Ferenc Krausz et Anne L'Huillier, pionniers dans la génération d'impulsions ultraviolettes à l'échelle de l'attiseconde.

Des scientifiques de l’Université d’Arizona ont utilisé un laser haute puissance qui se divise en deux faisceaux, créant ainsi des impulsions électroniques « râpées ». Cette configuration permet d'obtenir des images détaillées de matériaux tels que le graphène, montrant la dynamique électronique avec une précision sans précédent.

Contrairement aux microscopes traditionnels, qui utilisent des techniques d'imagerie plus lentes, l'actomicroscopie vous permet d'observer les changements au niveau atomique dans des délais incroyablement courts. Selon le professeur Hassan, l'équipe a réussi pour la première fois à utiliser un microscope électronique à transmission pour atteindre une résolution temporelle à l'échelle tantoseconde, rendant visibles les détails des mouvements électroniques se produisant dans des fractions de temps auparavant inaccessibles.

Les implications de la découverte

La possibilité de capter les mouvements des électrons pourrait révolutionner de nombreux domaines scientifiques. Les scientifiques estiment que l'observation du comportement des électrons lors de la formation et de la rupture des liaisons chimiques fournira des informations essentielles pour développer de nouveaux médicaments, optimiser le stockage d'énergie et concevoir des matériaux innovants.

Mohammed Hassan a expliqué que le microscope électronique agit comme une caméra extrêmement sophistiquée, similaire à celles présentes dans les smartphones de dernière génération, mais avec une puissance incomparable. Avec cet instrument, il devient possible de capturer des images d’éléments jusqu’alors invisibles, comme les électrons, offrant ainsi de nouvelles opportunités pour comprendre la physique quantique et le mouvement des électrons.

Le potentiel de cette technologie inclut des applications en bio-ingénierie, avec la possibilité d’analyser les interactions moléculaires fondamentales, et en science des matériaux, où elle pourrait révéler les propriétés atomiques de matériaux innovants. Malgré la complexité de ces phénomènes, les scientifiques sont convaincus que l’actomicroscopie représente une étape cruciale vers une compréhension plus approfondie de ces interactions.

Une reconnaissance Guinness World Records

Le microscope électronique de l'Université d'Arizona a été officiellement reconnu par le Guinness World Records comme le plus rapide au monde, une réussite qui souligne l'importance de la collaboration scientifique. Le projet a été possible grâce au travail d'une équipe multidisciplinaire composée de Mohammed Hassan, Nikolay Golubev, Dandan Hui, Husain Alqattan et Mohamed Sennary. Leur expertise en physique, en optique et en ingénierie leur a permis de repousser les limites de la science au-delà de ce que l'on croyait possible.

Tout en s’appuyant sur les découvertes précédentes lauréates du prix Nobel, l’équipe de l’Université d’Arizona a pu faire progresser ses recherches de manière innovante, démontrant que l’ingéniosité humaine et le travail d’équipe sont fondamentaux au progrès scientifique.

La création du microscope électronique le plus rapide au monde représente une étape importante dans la capacité d'explorer le monde à l'échelle microscopique. L'attomicroscopie, avec sa capacité à observer les électrons avec une précision extraordinaire, promet de révolutionner des domaines allant de la médecine à la technologie quantique, en offrant de nouvelles réponses aux mystères du monde invisible et en ouvrant la voie à des découvertes révolutionnaires.

Source: Université de l'Arizona