Une balançoire ne se met à osciller que si on la pousse en rythme. Décalez légèrement vos poussées, et vos efforts sont perdus. C'est à peu près ainsi que la lumière interagit avec le noyau atomique : en général, un photon n'est absorbé que si son énergie correspond exactement à la différence entre les niveaux nucléaires. Mais que faire si l'énergie du photon ne convient pas ? Les auteurs de cette nouvelle étude ont trouvé une voie détournée.
Ils ont examiné l'atome de platine-193. Dans son noyau, il existe une transition d'énergie 14,2 keV — c'est un rayon X dur. Personne n'a encore observé une telle transition. L'idée est de diriger sur l'atome une impulsion puissante d'un laser à rayons X à électrons libres. Les photons sont très nombreux dans l'impulsion, mais leur énergie ne correspond pas à la transition nucléaire. La couche électronique de l'atome vient à la rescousse. Lorsqu'un des électrons se recombine avec l'atome, il emporte l'excès d'énergie, permettant au noyau d'accepter le photon « inadapté ». Cela rappelle la conversion de fréquence dans les cristaux non linéaires, mais ici, c'est le noyau lui-même qui joue le rôle du milieu non linéaire.
La probabilité d'un tel événement est extrêmement faible — la section efficace du processus est minuscule. Mais l'impulsion laser contient un nombre astronomique de photons, ce qui compense la rareté. Si l'expérience confirme les calculs, nous aurons un nouveau moyen de contrôler les transitions nucléaires à l'aide du rayonnement X. Et alors, les « mauvaises » poussées commenceront à faire osciller la balançoire qui semblait auparavant inaccessible.
L'énergie de 14,2 keV est environ 3000 fois plus grande que celle de la lumière visible. Un seul tel photon peut arracher un électron de la couche la plus profonde d'un atome de plomb.
Dans le roman « Solaris » de Stanislas Lem, les neutrinos interagissaient avec la matière de l'océan d'une manière inhabituelle — ici aussi, une particule qui d'habitude passe tout droit se met soudainement à jouer un rôle grâce à un intermédiaire.