Le prix Nobel de physique 2023 a été décerné aux scientifiques Pierre Agostini, Ferenc Krausz et Anne L’Huillier pour avoir mis au point des impulsions lumineuses ultra-courtes qui peuvent fournir une image des changements atomiques et peut-être améliorer le diagnostic des maladies.
L’académie hôte a déclaré que leurs recherches ont fourni de nouvelles méthodes pour examiner le mouvement des électrons à l’intérieur des atomes et des molécules, un phénomène qui était auparavant considéré comme introuvable.
Quelques dixièmes d’attoseconde – un intervalle de temps si bref qu’il y a autant d’attosecondes dans une seconde qu’il y a eu de secondes depuis la création de l’univers – suffisent pour qu’un électron change.
Eva Olsson, l’un des membres du comité de sélection du prix Nobel de physique, a déclaré : “La capacité de générer des impulsions lumineuses d’une attoseconde a ouvert la voie à une échelle de temps minuscule, extrêmement minuscule, et a également ouvert la voie au monde des électrons”.
Ces découvertes peuvent s’appliquer à un large éventail de domaines. Comprendre et réguler la façon dont les électrons agissent dans une substance est crucial pour l’électronique.
Selon l’académie, la discipline est également prometteuse dans des domaines tels qu’une nouvelle méthode de diagnostic in vitro permettant de trouver les signes moléculaires distinctifs de maladies dans des échantillons de sang.
Krausz, scientifique d’origine hongroise, a comparé la physique de l’attoseconde à un appareil photo à obturation rapide où les brefs éclairs de lumière permettent de faire un arrêt sur image du microcosme. Son équipe a produit les premières impulsions ultra-rapides au début des années 2000.
“C’est comme si vous essayiez de photographier une voiture de course de Formule 1 avec un appareil photo rapide, par exemple, lorsqu’elle franchit la ligne d’arrivée. Vous avez besoin d’un appareil photo pour prendre des clichés précis et reconstituer le mouvement. C’est exactement le concept que nous utilisons pour les mouvements les plus rapides qui se produisent dans la nature en dehors du noyau atomique, à savoir le mouvement des électrons”, a déclaré M. Krausz, qui est directeur de l’Institut Max Planck d’optique quantique à Garching, en Allemagne.
L’Huillier a déclaré : “C’est vraiment un prix prestigieux et je suis très heureux de l’obtenir. C’est incroyable.” Elle a déclaré qu’elle avait appris la nouvelle au milieu de sa conférence. Elle a poursuivi son cours juste après et a qualifié la demi-heure de nouvelles d'”un peu difficile”.
Mme L’Huillier, qui est née en France et n’est que la cinquième femme à recevoir le prix Nobel de physique, travaille à l’université de Lund en Suède, tandis que M. Agostini, qui est également né en France, est professeur émérite à l’université d’État de l’Ohio aux États-Unis.
Le président français Emmanuel Macron a salué les deux champions français, écrivant sur les réseaux sociaux : “Quelle fierté pour notre Nation !”
Dans les études qu’elle a menées à partir des années 1980, Mme L’Huillier a découvert un nouveau phénomène causé par l’interaction de la lumière laser avec des atomes gazeux. Agostini et Krausz ont ensuite montré comment ce phénomène pouvait être utilisé pour produire des impulsions lumineuses plus courtes que ce qu’il était possible d’obtenir auparavant.
Agostini et son équipe en France ont réussi à fabriquer et à étudier une séquence d’impulsions lumineuses successives, comme un train avec des wagons, tandis que Krausz et ses collègues en Autriche travaillaient sur une méthode permettant de choisir une seule impulsion.
Toutes ces recherches ont démontré que les impulsions attosecondes pouvaient être observées, quantifiées et utilisées pour de nouvelles recherches.
La physique est le deuxième prix Nobel décerné cette semaine. Le prix de médecine a été reçu lundi par un collègue américain, Drew Weissman, et une chercheuse hongroise, Katalin Kariko, pour leurs travaux sur la molécule d’ARNm, qui ont ouvert la voie aux vaccins COVID-19.
