Grâce à une nouvelle recherche, nous savons désormais combien de temps une particule légère peut prendre pour traverser une molécule d’hydrogène ; soit 247 zeptosecondes, exactement.
Cette unité est probablement la plus courte unité temporelle jamais enregistrée jusqu’à présent, et elle représente en fait un billionième de milliardième de seconde, autrement-dit, 20 zéros et un 1 après un point décimal.
L’intérêt des scientifiques pour ce domaine n’est pas nouveau. Il remonte à l’année 1999 lorsqu’on avait mesuré le temps, pour la première fois, en femtosecondes, ou millionièmes de milliardièmes de secondes. Ce travail avait alors valu le prix Nobel à son auteur. Puis en 2016, des chercheurs avaient publié un article dans la revue Nature Physics, expliquant qu’ils avaient réussi à mesurer le temps, à l’aide de lasers, par incréments jusqu’à 850 zeptosecondes.
La comparaison des deux unités a montré que le temps nécessaire à la rupture et la formation d’une liaison chimique s’évalue en femtosecondes, tandis que le passage de la lumière à travers une molécule d’hydrogène est estimé à quelques zeptosecondes.
Sven Grundmann/Université Goethe de Francfort
Ce petit voyage a fait l’objet d’une expérience menée par le physicien Reinhard Dörner de l’Université Goethe en Allemagne et ses collègues. L’équipe a fait passer des rayons X du PETRA III vers le Deutsches Elektronen-Synchrotron (DESY). Les rayons avaient reçu une telle énergie qu’un photon, à lui seul, a été suffisamment puissant pour venir à bout des deux électrons de la molécule d’hydrogène.
Cela a produit ce qu’on appelle un motif d’interférence qu’un microscope à réaction (COLTRIMS) était capable de mesurer. Les spécialistes ont ainsi calculé le moment précis où le photon a rejoint chaque atome, en d’autres termes la vitesse de la lumière dans la molécule.
Les résultats publiés le 16 octobre, dans la revue Science, ont permis aux physiciens de constater que la réponse de la surface électronique moléculaire à la lumière diffère d’un moment à l’autre et d’un endroit à un autre. C’est ce qu’a expliqué Dörner, qui a renvoyé ce déséquilibre au fait que les données de la molécule en question circulent à la vitesse de la lumière.
Cette étude ouvre de nouvelles perspectives en ce qui concerne la conception spatio-temporelle de l’univers ; c’est également un grand pas en avant par rapport aux travaux précédents et une base solide pour de futures expérimentations.
