Microscope capture 1 quintillionième de seconde
Le monde subatomique est difficile à visualiser non seulement à cause de son échelle minuscule, mais aussi en raison de ses dynamiques incroyablement rapides. Des physiciens de l’Université de l’Arizona ont maintenant développé le microscope électronique le plus rapide au monde, capable de capturer des événements ne durant qu’un quintillionième de seconde.
Le défi de capturer des événements à l’attoseconde
Alors qu’une caméra à grande vitesse avec des temps d’exposition en millisecondes peut capturer une personne en train de courir, les microscopes électroniques les plus rapides peuvent enregistrer des événements à l’échelle de l’attoseconde, soit un quintillionième de seconde, faisant paraître les millisecondes comme une éternité en comparaison.
Pour mettre cela en perspective, une seconde contient autant d’attosecondes que de secondes dans 31,7 milliards d’années, une période largement supérieure à l’âge de l’univers.
Battre des records avec une précision à l’attoseconde
Les tentatives précédentes ont atteint 43 attosecondes, qualifiées par les chercheurs de « l’événement contrôlé le plus court jamais créé par l’humanité ». L’équipe de l’Université de l’Arizona a maintenant atteint une précision encore plus grande, figeant le temps à seulement une attoseconde.
Cette avancée s’appuie sur les recherches antérieures de Pierre Agostini, Ferenc Krausz et Anne L’Huilliere, qui ont reçu le Prix Nobel de Physique en 2023 pour la création des premiers impulsions lumineuses mesurables à l’attoseconde.
La nouvelle étude présente un « attomicroscope », qui utilise une impulsion de lumière ultraviolette pour libérer des électrons ultra-rapides dans le microscope.
Ces électrons sont ensuite exposés à une impulsion laser polarisée, divisée en deux faisceaux arrivant à des moments légèrement différents. Ce processus génère une impulsion d’électrons « synchronisée » capable d’imager des échantillons, tels que le graphène, avec une résolution à l’attoseconde.
Cette avancée permet d’observer des mouvements d’électrons ultra-rapides qui étaient auparavant invisibles. Les chercheurs suggèrent que cette découverte pourrait avoir un impact significatif sur la physique quantique, la chimie et la biologie.
Un jalon dans la résolution temporelle
Mohammed Hassan, un auteur de l’étude, a souligné l’objectif de longue date d’améliorer la résolution temporelle en microscopie électronique. Ces mouvements se produisent en attosecondes, et pour la première fois, nous sommes capables d’atteindre une résolution temporelle à l’attoseconde avec notre microscope à transmission d’électrons, que nous appelons « attomicroscopie ». Cela nous permet de visualiser le mouvement des électrons avec un détail sans précédent.
Lisez l’article original sur : New Atlas
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