André Bandrauk est honoré pour avoir fondé la nouvelle science attoseconde

André Dieter Bandrauk, professeur à la Faculté des sciences, a reçu le 3 mars à Ottawa le prix John-C.-Polanyi du Conseil de recherches en sciences naturelles et en génie du Canada conjointement avec Paul Corkum, professeur à l'Université d'Ottawa et directeur de recherche au Conseil national de recherches du Canada, pour avoir fondé la nouvelle science attoseconde.

Ce prix de 250 000 $ souligne la percée remarquable réalisée récemment par cette équipe canadienne dans le développement de la science des molécules exposées aux rayonnements laser intenses et pour l'exploitation de cette nouvelle science pour générer et mesurer de courtes émissions laser pulsées et de nouvelles méthodes pour visualiser des molécules.

Depuis plus de 25 ans, André Bandrauk, chimiste théoricien, et Paul Corkum, physicien expérimentateur, développent un nouveau domaine scientifique qui fusionne la chimie et la physique : la science des hautes intensités moléculaires. Ils ont ainsi introduit de nombreux concepts essentiels à la base de la science attoseconde qui se penche sur des phénomènes se produisant à l'échelle de l'horloge de l'électron, soit 10-18 seconde, et qui a pour objectif le contrôle de réactions chimiques et nucléaires.

De 2001 à 2004, la science attoseconde a connu l'un des développements les plus phénoménaux du monde scientifique. D'ailleurs, les deux plus grandes revues scientifiques internationales, Science et Nature, ont salué l'émergence de cette nouvelle science comme l'un des 10 développements scientifiques les plus importants de toutes les sciences depuis 2002. De même, la revue The Economist cite cette percée dans un éditorial paru en septembre 2006 comme la source d'une nouvelle technologie : la photonique moléculaire.

Leaders mondiaux de la science attoseconde

Les professeurs Bandrauk et Corkum sont devenus les leaders mondiaux de ce nouveau domaine scientifique et se positionnent idéalement pour conduire le monde scientifique vers la prochaine étape, l'application des pulsations laser de quelques attosecondes pour contrôler les électrons à l'intérieur même des molécules. Ces applications permettront à la communauté scientifique d'entrer dans le monde quantique contrôlé.

Concrètement, ces applications auront d'énormes applications pour les technologies de l'information ou encore la médecine. D'après le professeur Bandrauk, il sera un jour possible de réparer directement les molécules en brisant et en reconstruisant la liaison chimique qui unit l'électron au noyau et ainsi de coller ou de décoller un électron. «Soumise à une pulsation laser intense, la molécule se brise, les électrons sont arrachés. Les noyaux étant ainsi mis à nu, il est alors possible d'étudier le mouvement des électrons et des noyaux à l'intérieur de la molécule», explique le professeur.

Une révolution en cours

Les lasers intenses couplés aux calculs par superordinateurs, comme le calculateur Mammouth de l'UdeS qui demeure l'outil de calcul scientifique le plus puissant au Canada, permettent de développer rapidement la science attoseconde. Ainsi, les simulations numériques d'André Bandrauk calculent la possibilité théorique de visualiser avec les lasers des protons et des électrons et d'étudier les propriétés des molécules biologiques même sans expérience en laboratoire. «Avec ces superordinateurs, nous allons pouvoir développer de nouvelles sciences comme l'attoseconde, des nouvelles applications qui sont plus rapides et plus efficaces que de réaliser des manipulations en laboratoire, croit le professeur Bandrauk. Ces nouveaux ordinateurs vont nous aider à faire des calculs qui vont développer de nouvelles technologies avant même de les mettre en œuvre. Les lasers intenses et les superordinateurs ensemble vont complètement révolutionner notre société, notre technologie et même notre vie», estime le père fondateur de l'attoscience.

Le prix John-C.-Polanyi

John C. Polanyi a fait honneur au Canada lorsqu'il a remporté le prix Nobel de chimie avec ses collègues chercheurs en 1986. Grâce à ses expériences sur le faisceau moléculaire et la chimiluminescence infrarouge, il a clarifié la dynamique des réactions jusqu'au niveau des atomes et des molécules. Ses découvertes ont énormément amélioré notre compréhension de la physique des réactions chimiques et ont fortement contribué à des développements scientifiques et technologiques ultérieurs.