Des chercheurs ont développé une nouvelle technologie qui pourrait surmonter les limitations actuelles des microscopes électroniques, ouvrant ainsi la voie à des avancées majeures dans plusieurs disciplines scientifiques.
Des microscopes ultrarapides
Depuis leur invention en 1931, les microscopes électroniques à transmission (MET) n'ont cessé de se perfectionner. Ces instruments utilisent un flux d'électrons pour produire des images à une résolution spatiale phénoménale.
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Dans les années 2000, les premiers microscopes électroniques ultrarapides ont été développés. Ils utilisent des faisceaux d'électrons pulsés générés par un laser, améliorant considérablement la résolution temporelle.
Grâce à cette amélioration, les chercheurs ont pu observer des mouvements d'électrons en temps réel. Cela a conduit à des progrès significatifs dans des domaines comme la science des matériaux et la physique quantique.
Mais encore trop lents
Malgré leurs avancées, même les microscopes ultrarapides actuels ne peuvent pas suivre avec suffisamment de précision les comportements des électrons les plus rapides. Les pulsations des meilleurs MET atteignent 40 attosecondes, mais cela reste insuffisant.
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En effet, certaines dynamiques des électrons se déroulent à des échelles de temps encore plus courtes. Il en résulte une observation partielle et parfois imprécise des phénomènes microscopiques.
Cela équivaut à essayer de capturer les détails d'une balle en mouvement avec une caméra ordinaire. Pour des observations précises, une caméra à très grande vitesse est indispensable.
Un attomicroscope qui change la donne
C'est ce défi que l'Université de l'Arizona a relevé avec brio. L'équipe de Mohammed Hassan a mis au point un MET capable de générer des pulsations d'une seule attoseconde, une avancée technologique majeure.
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Ils ont utilisé des techniques développées par des chercheurs lauréats du Prix Nobel de Physique 2023. Ces techniques permettent de produire des pulsations lumineuses de l'ordre de l'attoseconde.
Leur " attomicroscope " utilise un rayonnement ultraviolet pour produire des électrons ultrarapides. Un rayon laser décomposé en deux faisceaux crée une fenêtre temporelle extrêmement étroite pour augmenter la résolution temporelle.
Cette nouvelle technologie pourrait avoir un impact immense sur la recherche. L'attomicroscope permet d'observer des mouvements d'électrons qui seraient autrement trop rapides.
Les applications sont vastes : de la physique fondamentale à la chimie en passant par la bioingénierie et la science des matériaux. Les premiers travaux utilisant cet outil pourraient révolutionner notre compréhension de nombreux phénomènes.
Parmi les attentes :
- Des avancées en physique fondamentale
- Des progrès en chimie
- Des innovations en bioingénierie
- Des découvertes en science des matériaux
Avec un tel potentiel, il est excitant d'imaginer les découvertes que cet outil révolutionnaire pourrait permettre. Quelles nouvelles frontières scientifiques allons-nous franchir grâce à cette innovation ?
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