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Une molécule géante a été créée à partir de deux atomes

Distant partners. In this sketch, two cesium atoms in high Rydberg states form a weakly bound molecule about 1 micrometer across, comparable to the size of typical bacteria. [Credit: APS/Alan Stonebraker]

Distant partners. In this sketch, two cesium atoms in high Rydberg states form a weakly bound molecule about 1 micrometer across, comparable to the size of typical bacteria. [Credit: APS/Alan Stonebraker]

Deux physiciens de la Swiss Federal Institute of Technology ont réussi à créer des molécules diatomiques [qui comprennent deux atomes] de la taille d’une bactérie – comme l’Escherichia coli, par exemple – prouvant que les théories sur ces molécules étaient correctes.

Les molécules diatomiques, comme l’H2H2 ou l’O2O2, ont typiquement une taille inférieure à un nanomètre de long. Mais dans un article publié dans le Physical Review Letters, les scientifiques Johannes Deiglmayr et Heiner Saßmannshausen ont décrit comment ils ont été capables de créer des molécules à deux atomes faisant un micromètre (un millier de fois la taille d’une molécule typique) en utilisant des atomes exotiques s’attirant très faiblement.

Une précédente recherche a montré que les molécules géantes diatomiques peuvent être créées si les atomes sont placés en état de Rydberg – dans lequel l’électron externe est portée jusqu’à un état quantique élevé, lui permettant d’orbiter loin du noyau de l’atome.

Pour cette nouvelle prouesse, les deux physiciens ont refroidi deux atomes de césium à une température proche du zéro absolu, qu’ils ont alors lié en utilisant une impulsion de lumière laser pour exciter une petite fraction de ces atomes. Une autre impulsion de lumière s’en suit – mais cette fois-ci avec une plus petite quantité d’énergie – juste assez pour faire rentrer les atomes dans un état de Rydberg.

Pour s’assurer d’avoir réussi, le duo a essayé de détecter les ions créés quand l’un des atomes s’est décliné dans le plus petit état de Rydberg. Les physiciens ont dit que le résultat de leur expérience pourrait avoir une place dans des ordinateurs quantiques utilisant des atomes comme des bits quantiques [qubits].

« Avant, ce n’était pas clair si c’était vraiment une molécule dans le sens où elle vibre et est en rotation. Cela aurait pu être simplement deux atomes se reposant là avec de très faibles interactions voir aucune », a déclaré Deiglmayr.

traduction Thomas Jousse

Science News, Physical Review Letters, Phys.org

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