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Déposez de minuscules billes d'or sur une poêle brûlante — moins d'un centième de l'épaisseur d'un cheveu. Sous un microscope électronique, on les voit s'évaporer lentement. On pourrait croire que c'est simple : chaque bille devrait fondre uniformément, comme un glaçon dans de l'eau tiède. Mais au lieu d'un rétrécissement régulier, les particules se comportent comme des piétons ivres : un pas en avant, deux pas de côté.

Les chercheurs ont chauffé des nanoparticules d'or sur un substrat sous vide et ont suivi chacune individuellement. En moyenne, toutes les particules perdaient de la masse à la même vitesse — comme si le substrat sur lequel elles reposent aspirait les atomes d'or uniformément. Mais si l'on regarde chaque particule séparément, le tableau change : l'une grossit soudainement, l'autre rétrécit brusquement. Le volume de la particule saute de manière aléatoire, comme si la bille jouait à pile ou face avec les atomes.

L'explication se trouve dans un « champ » commun d'atomes d'or errants. En se détachant d'une particule, un atome se promène un certain temps sur la surface, puis s'attache à une autre. Ainsi, les particules échangent de la matière, comme des vases communicants. Mais l'évaporation depuis le substrat emporte constamment des atomes, donc la réserve totale fond. Les scientifiques ont construit une théorie qui relie l'évaporation, l'échange d'atomes et les sauts aléatoires. Il s'est avéré que le hasard n'est pas un inconvénient gênant, mais une partie intégrante de la vie des nanoparticules.

Ce travail rappelle que dans le nanomonde, on ne peut pas prédire le destin d'une particule en regardant la moyenne de toutes. Pour créer des nanodispositifs stables — par exemple des catalyseurs ou des capteurs — il faut tenir compte des danses chaotiques des atomes. Car même l'or, symbole d'éternité, vit au niveau nano sa propre vie imprévisible.