Publié le 26 août 2026 à 06:00 · Publication originale
Une attoseconde vaut 10⁻¹⁸ seconde.
En 2026, leur équipe publie dans Nature Physics une expérience réalisée avec le Linac Coherent Light Source, l’un des lasers à rayons X les plus puissants au monde. Leur objectif est précis: observer les premières étapes d’une réaction après l’arrachement d’un électron.
Un premier éclair de rayons X ionise la molécule. Un second arrive légèrement plus tard et mesure son état. En modifiant ce retard, les chercheurs reconstruisent dix étapes au cours des dix premières femtosecondes.
À notre échelle, rien n’a encore eu le temps de se produire.
Dans la molécule, beaucoup de choses ont déjà commencé.
En moins d’une femtoseconde, l’équipe détecte l’émission d’un second électron de faible énergie. Le processus porte le nom de décroissance Coster-Kronig. Il était connu depuis longtemps, mais sa dynamique pouvait désormais être suivie directement.
Ces électrons lents intéressent notamment la radiobiologie. Lorsqu’un rayonnement traverse un tissu, il produit une cascade d’ionisations. Les électrons secondaires ainsi libérés peuvent à leur tour interagir avec les molécules environnantes, notamment l’ADN.
Les chercheurs poursuivent le film.
Entre 2 et 10 femtosecondes, ils observent le déplacement de la lacune laissée par l’électron arraché. La charge électronique se redistribue dans la molécule alors que les noyaux atomiques, beaucoup plus lourds, commencent seulement à répondre.
Vers 10 femtosecondes apparaissent les changements que la chimie représente habituellement sur le papier: certaines liaisons se rompent, d’autres commencent à se former.
L’expérience a aussi pris les calculs en défaut. Les premières simulations ne reproduisaient pas correctement les mesures. Alicia Palacios, de l’Universidad Autónoma de Madrid, et les théoriciens associés au projet ont dû mieux intégrer le mouvement des noyaux et les interactions entre électrons.
Ce détail compte.
Pendant longtemps, une réaction chimique a surtout été décrite par son état initial et son état final. Les instruments ultrarapides donnent maintenant accès à ce qui les relie.
Une allumette qui brûle, une molécule détruite par un rayonnement ou un pigment frappé par la lumière paraissent changer immédiatement.
À l’échelle des électrons, "immédiatement" contient déjà plusieurs événements.
JANUS
Entre avant et après, la matière a sa propre chronologie.
Sources 2026
Nature Physics
SLAC National Accelerator Laboratory
Universidad Autónoma de Madrid
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