Une nouvelle théorie pour filmer les électrons

Des chercheurs de l'UdeS ont développé une nouvelle théorie qui permettra de reconstruire le mouvement des électrons grâce à de puissants lasers : les lasers à électrons libres. Ces résultats ont été publiés le 28 octobre dans le Journal of Physics B, par André Bandrauk, professeur à l'Université de Sherbrooke, Paul Corkum, professeur à l'Université d'Ottawa, et leurs collaborateurs.

«Nous avons mis au point de nouveaux outils théoriques et numériques pour les applications futures de la nouvelle génération de laser à électrons libres», explique le professeur Bandrauk.

Opérant à l'échelle du milliardième de mètre, ces lasers permettent d'explorer l'intimité de la matière. En janvier 2009, ils n'étaient qu'une vingtaine dans le monde. Les plus grands sont constitués d'imposants tunnels de plusieurs kilomètres dans lesquels logent des anneaux accélérateurs de particules. Les lasers à électrons libre créent ainsi une lumière considérablement plus puissante et plus précise que les autres lasers. Ils peuvent en effet produire des flashs de lumière d'une extraordinaire brièveté qui, seuls, permettent de suivre le mouvement des électrons qui s'effectuent en quelques centaines d'attosecondes, soit 10^-18 seconde.

Ces lasers permettront notamment de filmer la trajectoire des électrons dans les atomes et les molécules, de filmer les réactions chimiques, de décoder les détails atomiques des molécules ou encore de réaliser des clichés en trois dimensions dans le nanocosmos.

«Le rôle de Sherbrooke est de fournir aux expérimentateurs des grands centres lasers à électrons libres, comme celui basé à Hambourg en Allemagne ou à Stanford aux États-Unis, des méthodes numériques fiables pour reconstruire le mouvement des électrons à leur échelle naturelle dans la matière», conclut André Bandrauk.