Des scientifiques ont observé une réaction chimique proche du zéro absolu

En temps normal, observer une réaction chimique signifie comparer uniquement un avant et un après : avant que les molécules choisies ne se rencontrent et constater, après leur interaction, ce qu’il en résulte. Pour la première fois, des chercheurs de l’université d’Harvard sont parvenus à observer une réaction chimique dans son intégralité. Dans une étude publiée fin novembre dans la prestigieuse revue Science, ils expliquent avoir été spectateurs de la collision de deux molécules de potassium-rubidium (KRb). Celle-ci est connue pour produire deux autres molécules stables, K₂ et Rb₂, issue d’une forme intermédiaire, K₂Rb₂, invisible jusqu’ici. Cette réaction ne dure en réalité, dans un milieu liquide, qu’un billionième de seconde. Grâce à un appareil de leur invention, les chimistes ont gelé leur solution contenant le potassium-rubidium jusqu’à la transformer en un cube de glace si froid que sa température approchait le zéro absolu. Pour rappel, celui-ci correspond au zéro degré Kelvin ou à -273,15°C. Les scientifiques l’ont en effet amené jusqu’à 500 nano-degrés Kelvin, soit 0,0000005°K. C’est la température la plus basse jamais réalisée ! « Nous sommes le seul laboratoire capable d’y parvenir », se targue Ming-Guang Hu, chimiste au laboratoire Ni et l’un des auteurs de l’étude en question.

Grâce à cette prouesse, les chercheurs d’Harvard ont réussi à ralentir la réaction – toujours possible même dans ses conditions extrêmes – jusqu’à atteindre une microseconde (l’équivalent d’un millionième de seconde). Ainsi, à l’aide d’appareils de spectroscopie ionisante et d’imagerie laser, ils ont pu collecter des données chimiques relevant de toutes les étapes de ladite réaction, même celle intermédiaire normalement invisible. Avec cette première observation, les chercheurs veulent ouvrir le champ des possibles : pourquoi pas observer une réaction quantique ? Par ailleurs, pouvoir ainsi influencer une réaction chimique généralement si rapide peut impliquer de nouvelles possibilités pour la discipline : en ralentissant autant l’interaction des molécules, les chimistes pourraient-ils bientôt les manipuler à leur guise ? « Sans cette technique et sans nos résultats, ces questions ne se poseraient même pas », en conclut Ming-Guang Hu.