Un conteneur fiable plutôt qu'un tube à essai fragile : c'est ainsi que l'on peut décrire le passage des pièges pour radicaux chimiquement réactifs au confinement de molécules stables. Jusqu'à présent, les pièges magnéto-optiques ne fonctionnaient qu'avec des particules prêtes à réagir au premier contact. Le fluorure d'aluminium (AlF) est tout autre : c'est une molécule robuste avec une énergie de liaison de 6,9 eV, qui existe paisiblement dans l'espace et au laboratoire. La piéger, c'est comme tenir entre ses mains non pas une goutte d'acide, mais un morceau de quartz.

Le problème était que la transition de refroidissement de l'AlF se situe dans l'ultraviolet profond, vers 227,5 nm. Le groupe de l'Institut Fritz Haber a construit un piège précisément sur cette transition, en utilisant les raies rotationnelles fermées Q(J), qui empêchent les molécules de « s'échapper » vers d'autres états. Le faisceau moléculaire était d'abord ralenti par un laser à dérive de fréquence sur une longueur de 50 cm, puis entrait dans un piège magnéto-optique avec des aimants annulaires en néodyme. En conséquence, le piège contenait 6,4×10⁴ molécules au niveau J=1 et plus de 10⁴ aux niveaux J=2 et 3. La température du nuage était de 14 à 16 mK, et la durée de vie de 27 ms.

Ce résultat ouvre la porte à l'étape suivante : le refroidissement sur la transition interdite de spin a³Π ← X¹Σ⁺, qui promet des températures inférieures au millikelvin. Cette transition ressemble à une porte étroite par laquelle on peut faire passer les molécules avec précaution, sans en perdre en chemin. Dès aujourd'hui, la méthode permet de créer des nuages denses de molécules stables froides, candidates aux qubits et aux capteurs ultra-précis. Et à terme, le chargement dans des pièges dipolaires optiques et des réseaux, où sont possibles les simulations quantiques et la recherche d'une nouvelle physique au-delà du modèle standard.

Le piège pour AlF n'est pas qu'un tour de passe-passe technique. C'est la preuve que les molécules stables peuvent être confinées et refroidies avec autant d'assurance que les atomes. Le conteneur fiable est prêt, et on peut maintenant le remplir de toutes sortes de molécules, de BH à TlF. Le tube à essai fragile appartient au passé.