phénomène

processus ultrarapide

Un processus se déroulant sur des échelles de temps de l'ordre de la femtoseconde ou de la picoseconde, comme le mouvement des électrons.
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Description

Les processus ultrarapides sont des phénomènes physiques qui se déroulent sur des échelles de temps de l'ordre de la femtoseconde (10^-15 seconde) à la picoseconde (10^-12 seconde), les échelles de temps naturelles pour le mouvement des atomes et des électrons. Ces processus incluent le transfert d'électrons dans les molécules, les vibrations du réseau dans les solides et les étapes initiales des réactions chimiques. Leur étude révèle la dynamique fondamentale de la matière, qui est autrement moyennée dans les mesures plus lentes.

Histoire

Ce domaine a été pionnier par Ahmed Zewail dans les années 1980, qui a développé la spectroscopie femtoseconde pour étudier les réactions chimiques en temps réel, ce qui lui a valu le prix Nobel de chimie en 1999. Les progrès de la technologie laser ont depuis étendu la technique aux attosecondes (10^-18 seconde) pour la dynamique des électrons.

Comment ça marche

La spectroscopie ultrarapide utilise des lasers pulsés dont la durée est comparable au processus étudié. Une impulsion « pompe » déclenche le processus, et une impulsion « sonde » retardée capture un instantané du système à un moment précis. En variant le délai, les scientifiques reconstituent un film de la dynamique avec une résolution temporelle de l'ordre de la femtoseconde.

En pratique

Utilisée en photochimie, dans la conception de dispositifs à semi-conducteurs et en science des matériaux pour optimiser les cellules solaires, comprendre la photosynthèse et développer des composants électroniques plus rapides.

Anecdote

Une femtoseconde est à une seconde ce qu'une seconde est à environ 31,7 millions d'années, ce qui permet d'observer les tout premiers instants de la rupture d'une liaison chimique.

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