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Que de science !

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Jean-Pierre Audet (jean.pierre.audet@videotron.ca)
Envoyé Le samedi 14 juin 2008 00:00



Madame Gravel, que de science dans un seul article du Devoir ! C'est à la fois fascinant et terrifiant. Simplement essayer d'imaginer la vitesse à laquelle les électrons tournent autour du noyau de l'atome est de nature à donner le vertige aux coeurs les plus solides. Pour en avoir une idée quelque peu concrète, nous n'avons qu'à nous rappeler nos charrettes d'autrefois tirées par un cheval au simple trot. Nous ne voyions déjà qu'un nuage de barreaux en mouvement. Or voici maintenant qu'à Varennes, tout près de Montréal, des chercheurs arrivent à évaluer en laboratoire des vitesses électroniques telles que «le rapport entre une attoseconde et une seconde est le même que celui entre une seconde et l'âge de l'univers (environ 15 milliards d'années)»... D'où, en physique quantique le terme de nuage électronique, comme si l'électron était partout à la fois. Et ce n'est pas tout : si cet atome comporte plusieurs protons dans le noyau, balancés électriquement par autant d'électrons autour, ce nuage comporte quand même une structure très précise composée d'orbitales, c'est-à-dire de trajets plus ou moins rapprochés du noyau. Imaginons maintenant que la dernière orbitale, la plus éloignée du noyau ne contient qu'un électron. Celui-ci devient vulnérable et peut être arraché de son parcours autour du noyau qui devient alors un ion, une sorte d'atome débalancé électriquement, le nombre de protons positifs n'étant plus équilibré par le même nombre d'électrons négatifs.

Or si je comprends quelque peu ce que nous explique Madame Gravel, c'est ici que nos chercheurs de Varennes font une sorte de petit (plutôt grand dans l'infiniment petit) miracle : ils arrivent à faire revenir ce minime électron vagabond vers l'ion que leur arrachement a produit. L'ion est bien plus gros, puisqu'il contient à la fois tous les protons du noyau, disons onze pour le sodium, plus les dix électrons qui, eux continuent leur ronde nuageuse autour. Et BANG, voilà que cet électron vagabond revient sans crier gare à une vitesse folle pour s'éclater sur l'ion (en fait sur l'atome déséquilibré), ce qui produit un éclat lumineux extrêmement bref. Selon Paul Corkum cité par Madame Gravel, «tout se passe comme si un canot de sauvetage était largué à la mer depuis un navire et qu'après un petit tour dans les flots, il s'écrasait sur le navire. En contrôlant la collision entre l'électron et son ion, nous pouvons générer une lumière très courte», poursuit le chercheur. Et le plus beau de l'affaire, c'est que la force de l'impact est compensée par la durée hyperminime de l'éclat lumineux, ce qui permet à l'ion de ne pas bouger et de rester solide. C'est là, du moins je crois, faire accomplir un pas de géant à la physique des particules. Jusqu'à espérer arriver bientôt à reproduire ce qui se passe au coeur des étoiles, rien de moins. Car, explique un autre chercheur, «normalement, si vous chauffez la matière, elle se dilate, c'est-à-dire que les ions vont bouger. Mais quand on chauffe pendant des périodes de l'ordre de 20 femtosecondes, la température monte rapidement et les ions, qui sont quand même assez lourds, n'ont pas le temps de bouger. Pendant ce temps très court, la matière présente des propriétés fabuleuses comme au coeur des étoiles.»

Je trouve plutôt comique les termes «assez lourds» pour décrire la masse des ions, entendons des atomes, puisque déjà une cellule qui en contient des myriades est invisible à l'oeil nu, sauf pour l'ovule. Le mâle ne possède donc aucune cellule visible sans appareil spécialisé, puisque son corps en possède cent mille milliards, dont cent milliards sont des neurones, du moins à ma connaissance. Et, après un coït réussi, le spermatozoïde fait figure de nain quand il ose s'approcher de l'ovule. Imaginons alors la grosseur des atomes (ou des ions) qui nous habitent par milliards de milliards. Un jour je parlais à un groupe d'aînés des milliards de cellules que contient notre corps. À la pause, un homme vint me dire, tout fasciné et terrorisé à la fois, que cela n'avait aucun sens, car à ce nombre de cellules, nos corps dépasseraient la grosseur de milliers d'éléphants réunis.

La morale que je tire de cette expérimentation à Varennes est celle-ci : nous sommes loin d'avoir fini d'en apprendre sur la matière qui nous compose comme elle compose tout le reste de l'Univers.

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