Des scientifiques ont mesuré la plus petite unité de temps à ce jour

Science

Par Felix Gouty le

Le temps nécessaire à un photon de lumière pour traverser une molécule a été mesuré : 247 zeptosecondes ou « trilliardièmes de seconde. »

Crédits : Free-Photos / Pixabay.

[article mis à jour le 20/10/2020 à 16h21 suite à une remarque éclairée de l’un de nos lecteurs]

0,000000000000000000247 secondes. Tel serait le temps nécessaire le plus court pour que la lumière traverse une molécule de dihydrogène (H2), selon une nouvelle étude publiée dans Science. Il s’agit de la plus petite unité de temps jamais mesurée et décrite. Elle est de l’ordre de la zeptoseconde (247 zeptosecondes, en l’occurrence), aussi traduit par 10-21 secondes ou un « trilliardième » de seconde. Jusqu’alors, la plus courte durée de temps mesurée lors d’un processus physico-chimique était de 850 zeptosecondes ou 0,85 attosecondes (10-18), en 2016, selon LiveScience. Et il y a encore quelques années, le temps d’association ou de dissociation des atomes en molécule, de l’ordre de la femtoseconde (10-15), était encore considéré comme le court. Il avait même valu au chercheur égyptien qui l’avait décrit, Ahmed Zewail, un prix Nobel de chimie en 1999.

Comment mesurer un temps aussi court ?

Pour arriver à cette mesure véritablement infinitésimale, le physicien allemand Reinhard Dörner et ses collègues de l’université Goethe de Francfort ont fait appel à un accélérateur de particules situé à Hambourg. Ils y ont inséré une molécule de dihydrogène (composé donc de deux atomes d’hydrogène) dans une position dite orbitale voulue. Ils l’ont ensuite ciblé avec un rayon X, source de lumière et donc de photon. Les chercheurs ont ainsi pu entraîner une réaction de photoionisation – lorsqu’un photon traverse un élément chimique et que celui-ci perd un ou plusieurs électrons. Cette réaction entraîne la confrontation d’ondes électromagnétiques infimes. Les chercheurs sont néanmoins parvenus à l’observer indirectement à l’aide d’un microscope interférométrique (l’instrument nécessaire à l’observation d’un tel phénomène) appelé COLTRIMS (pour « Cold Target Recoil Ion Momentum Spectroscopy »). « Nous avons réussi à observer, pour la première fois, que la coquille électronique d’une molécule ne réagit pas partout en même temps à un photon de lumière, souligne Reinhard Dörner dans un communiqué relayé par LiveScience. En réalité, il existe un très léger décalage temporel, correspondant au temps que l’information traverse la molécule elle-même – à savoir, la vitesse de la lumière. » Ce très léger décalage de moins d’une attoseconde pourrait donc, selon les chercheurs, être en réalité beaucoup plus court et ne durer que 247 zeptosecondes.

La Chimie en bandes dessinées
79 Commentaires
La Chimie en bandes dessinées
  • Collectif (Author)
  • 256 Pages - 09/09/2015 (Publication Date) - Larousse (Publisher)