Prix Nobel de physique et chimie 2023

En 2023, le prix Nobel de physique a été décerné à trois chercheurs, Pierre Agostini (France), Anne L'Huillier (France/Suède) et Ferenc Krausz (Hongrie/Autriche), pour leurs travaux sur les méthodes expérimentales qui génèrent des impulsions lumineuses attosecondes.

Les impulsions lumineuses attosecondes

Le préfixe atto- correspond à 10^-18 (il correspond donc à une quantité 1000 fois inférieure au femto).
Les impulsions lumineuses attosecondes sont donc des impulsions lumineuses d'une durée extrêmement courte, de l'ordre de 10^-18 secondes, soit 1 milliardième de milliardième de seconde. C'est tellement rapide, que ces impulsions permettent d'étudier le mouvement des électrons à l'intérieur même d'un atome, alors même que c'est ce même mouvement qui permet de générer les photons qui sont les particules de la lumière !

Et à quoi ça sert ?

Les impulsions lumineuses attosecondes ont de nombreuses applications potentielles, dans la physique, la chimie et la biologie. Elles peuvent être utilisées pour étudier les réactions chimiques, les processus biologiques et les propriétés des matériaux. Imaginez une caméra ultra-rapide qui permettrait de regarder au ralenti comme se réalise une transformation chimique entre 2 molécules.

L'apport des trois lauréats

• Pierre Agostini a été le premier à observer des oscillations électroniques dans des atomes d'hélium à l'aide d'impulsions lumineuses attosecondes.
• Anne L'Huillier a été la première à créer des états atomiques excités à l'aide d'impulsions lumineuses attosecondes.
• Ferenc Krausz a développé des méthodes pour générer des impulsions lumineuses attosecondes plus puissantes et plus stables.

Perspectives

Les impulsions lumineuses attosecondes pourraient être utilisées pour contrôler les réactions chimiques à l'échelle atomique : en pouvant manipuler indépendamment chaque molécule l'une par rapport à l'autre on peut imaginer avoir le contrôle total sur une transformation, mais il ne faut pas rêver. Le nombre de molécules dans un grain de matière est tellement grand, que cette possibilité restera encore longtemps cantonnée aux laboratoires

Prix Nobel de chimie 2023 : les boites quantiques, des petites billes de lumière

En 2023, le prix Nobel de chimie a été décerné à trois chercheurs, Moungi Bawendi (États-Unis/France), Louis Brus (États-Unis) et Alexei Ekimov (Russie), pour leurs découvertes sur les boites quantiques (quantum dots).

Les boites quantiques

Le terme anglais de quantum dots devrait normalement être traduit par points quantiques. Ce sont des structures minuscules capables de piéger des électrons, et c'est probablement pour cela que le terme boite a été préféré en français.
En piégeant des électrons (et en permettant de les relacher ensuite), ces boites rendent possibles la production de lumière d'une longueur d'onde bien définie.
Le prix Nobel de chimie récompense leur découverte, mais également la mise au point de méthodes permettant de les produire.

Domaines d'utilisation

Vous avez peut être déjà vu un écran de télévision portant la mention QLED ?
Ce sont en fait des écrans utilisant cette technologie afin de produire des couleurs R,V,B bien mieux calibrées et donc une image de plus grande qualité.
Comme le domaine de recherche d'Alexei Ekimov le montre, ils permettent également de produire des lasers dans différentes longueurs d'onde de manière plus facile.
Enfin, dans le domaine médical les boites quantiques ont un intérêt dans les traitements à base de lumière, mais peuvent également servir de marqueurs afin de suivre une molécule dans un organisme par fluorescence.

Les trois chercheurs lauréats

• Moungi Bawendi a été le premier à synthétiser des points quantiques à base de semi-conducteurs.
• Louis Brus a été le premier à montrer que les points quantiques pouvaient être utilisés pour produire des couleurs vives.
• Alexei Ekimov a été le premier à montrer que les points quantiques pouvaient être utilisés pour créer des lasers.

Pour aller plus loin

Deux articles évoquant les possibilités :

• Article de 2014 parlant des applications et de prospectives (ce que ça va devenir) Cliquer ici
• Site de nexdot.fr présentant la technologie ainsi que leurs compétences Cliquer ici

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