Le temps nécessaire à un photon de lumière pour traverser une molécule a été mesuré: 247 zeptosecondes ou «trilliardièmes de seconde». »
0.00000000000000000000247 secondes. C’est le temps qu’il faut à la lumière pour traverser un atome d’hydrogène, selon une nouvelle étude publiée dans Science. C’est la plus petite unité de temps jamais mesurée et décrite. C’est de l’ordre de zeptoseconde (247 zeptosecondes, dans ce cas), également traduit par 10-21 secondes ou un «trillionième» de seconde. Jusque-là, la durée la plus courte de temps mesurée au cours 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 molécules, de l’ordre de la femtoseconde (10-15), était toujours considéré comme le court. Il avait même valu au chercheur égyptien qui l’a décrit, Ahmed Zewail, un Prix Nobel de chimie en 1999.
Comment mesurer un temps aussi court?
Pour arriver à cette mesure vraiment 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 un atome d’hydrogène dans une position orbitale dite souhaitée. Ils l’ont ensuite ciblé avec un rayon X, une source de lumière et donc d’un photon. Les chercheurs ont ainsi pu provoquer un réaction de photoionisation – lorsqu’un photon traverse un élément chimique et que ce dernier perd un ou plusieurs électrons. Cette réaction conduit à la confrontation de minuscules ondes électromagnétiques. Les chercheurs ont néanmoins réussi à l’observer à l’aide d’un microscope interférométrique (l’instrument nécessaire pour observer un tel phénomène) appelé COLTRIMS (pour «Cold Target Recoil Ion Momentum Spectroscopy»). «Nous avons réussi à observer, pour la première fois, que la coque électronique d’une molécule ne réagit pas partout à la fois à un photon de lumière, souligne Reinhard Dörner dans un communiqué de presse relayé par LiveScience. En réalité, il y a un très léger décalage temporel, correspondant au temps que l’information traverse la molécule elle-même – à savoir, la vitesse de la lumière. «
