Le prix Nobel de physique 2023 a été décerné à trois scientifiques pour leurs travaux sur les attosecondes, qui pourraient conduire à des percées en électronique et en chimie.
Trois scientifiques, Pierre Agostini, Ferenc Krausz et Anne L'Huillier, ont reçu le prix Nobel de physique 2023. Photo : CNN
L'Académie royale des sciences de Suède a annoncé que les scientifiques Pierre Agostini (55 ans), Ferenc Krausz (61 ans) et Anne L'Huillier (65 ans) sont les lauréats du prix Nobel de physique 2023, pour leurs méthodes expérimentales de création d'impulsions lumineuses attosecondes pour étudier la dynamique des électrons dans la matière, à 16h45 le 3 octobre (heure de Hanoi ).
Leurs travaux sur les lasers donnent aux scientifiques les outils nécessaires pour observer et même contrôler les électrons. Cela pourrait donner lieu à des avancées dans des domaines aussi divers que l'électronique et la chimie.
Une attoseconde équivaut à un milliardième de milliardième de seconde. À titre de comparaison, il y a autant d'attosecondes dans une seconde qu'il y a eu de secondes dans les 13,8 milliards d'années d'histoire de l'univers. Selon Hans Jakob Woerner, chercheur à l'École polytechnique fédérale de Zurich (ETH Zurich), l'attoseconde est la plus courte période de temps que l'homme puisse mesurer directement.
La capacité à fonctionner dans ce laps de temps est importante, car c'est la vitesse à laquelle les électrons – les composants essentiels des atomes – évoluent. Par exemple, il faut 150 attosecondes à un électron pour parcourir le noyau d'un atome d'hydrogène.
Cela signifie que l'étude des attosecondes permet aux scientifiques d'accéder à un processus fondamental jusqu'alors inaccessible. Chaque appareil électronique est affecté par le mouvement des électrons, et la vitesse actuelle est limitée à quelques nanosecondes, selon Woerner. Si les microprocesseurs étaient convertis en attosecondes, il serait possible de traiter l'information un milliard de fois plus vite.
Un atome est constitué d'un noyau composé de protons et de neutrons, entouré d'électrons. Photo : Rost-9D/Getty
La physicienne franco-suédoise Anne L'Huillier a été la première à développer un outil permettant d'accéder au monde de l'attoseconde. Cet outil utilise un laser de haute puissance pour créer des impulsions lumineuses à intervalles extrêmement courts.
Franck Lépine, chercheur à l'Institut français de la lumière et de la matière qui a collaboré avec L'Huillier, décrit le dispositif comme un film conçu pour les électrons. Il le compare au travail de deux pionniers du cinéma français, les frères Auguste et Louis Lumière, qui construisaient des scènes en prenant des photographies successives. John Tisch, professeur de physique des lasers à l'Imperial College de Londres, explique qu'il s'agit d'un appareil utilisant des impulsions lumineuses extrêmement rapides pour tirer sur des matériaux et obtenir des informations sur leur comportement au fil du temps.
Les trois lauréats du prix d'hier détenaient auparavant le record du monde de l'impulsion lumineuse la plus courte. En 2001, l'équipe du scientifique français Pierre Agostini avait créé une impulsion lumineuse de seulement 250 attosecondes. L'équipe de L'Huillier avait battu ce record avec une impulsion de 170 attosecondes en 2003. En 2008, le physicien austro-hongrois Ferenc Krausz avait réduit ce chiffre de plus de moitié avec une impulsion de 80 attosecondes.
L'équipe de Woerner détient actuellement le record Guinness de l'impulsion lumineuse la plus courte, soit 43 attosecondes. Cette durée pourrait être encore réduite à quelques attosecondes seulement grâce à la technologie actuelle, estime Woerner.
La technologie de l'attoseconde n'est pas encore courante, mais l'avenir semble prometteur, selon les experts. Jusqu'à présent, les scientifiques ont surtout pu utiliser les attosecondes pour observer les électrons. Contrôler les électrons et leurs mouvements n'est pas encore possible, ou commence seulement à l'être, selon Woerner. Cela pourrait rendre l'électronique beaucoup plus rapide et déclencher une révolution en chimie.
« Nous ne serions pas limités aux propriétés naturelles des molécules, mais pourrions les adapter à nos besoins », a déclaré Woerner. « La chimie Atto », a-t-il ajouté, pourrait conduire à des cellules solaires plus efficaces, voire à l'utilisation de l'énergie lumineuse pour produire des carburants propres.
Thu Thao (Selon l'AFP )
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