Accorder une corde à la bonne note : on ajuste l'impulsion laser pour que les harmoniques sonnent à l'unisson sur des fréquences de l'ordre du kiloélectronvolt.

Lorsqu'on pince une corde de guitare, elle ne produit pas une seule note mais plusieurs à la fois : le son fondamental et ses harmoniques. Les atomes d'un gaz se comportent de la même manière lorsqu'une impulsion laser courte les traverse : ils réémettent de la lumière à des fréquences multiples. Ces fréquences sont appelées harmoniques élevées. Si tous les atomes émettent en phase, comme des musiciens d'un orchestre qui suivent leur chef, l'impulsion résultante est intense et très brève.

Les physiciens de RIKEN ont dirigé une impulsion laser dans un tube d'hélium de 50 millimètres de long. Le gaz était à une pression d'environ une atmosphère, comme l'air ambiant. Le faisceau était focalisé par un miroir d'une distance focale de 3 mètres, de sorte que le faisceau au foyer était large et que l'ionisation de l'hélium était faible. Cela a permis aux ondes provenant de différents atomes de rester en phase. Lorsque la phase de l'onde laser était décalée, le spectre des rayons X changeait, et les scientifiques ont obtenu une impulsion d'une durée de 12 attosecondes. Une attoseconde équivaut à un milliardième de milliardième de seconde. Pendant ce temps, la lumière parcourt une distance inférieure à la taille d'un atome.

Ces impulsions sont nécessaires pour observer comment les électrons se déplacent dans les métaux. Par exemple, lorsqu'un aimant perd son aimantation, les électrons se réorganisent en quelques attosecondes. Les scientifiques disposent désormais d'un stroboscope capable de figer ce mouvement. Et comme un guitariste qui a enfin accordé sa corde, les chercheurs sont prêts à jouer la première note d'une nouvelle symphonie : la symphonie des orbitales électroniques.