JASLab
Accueil
À notre sujet
Science attoseconde
Reserches
Installations
Personnes
Publications
Actualités

Présentations

Le temps et l'organisation de l'Univers

Le temps organise l'Univers depuis son origine jusqu'au présent. Nous mesurons le temps par le tic-tac (vibrations) d'électrons dans les atomes -- les horloges atomiques. Les atomes font des horloges fiables exquises.

Les horloges atomiques font partie de l'Univers depuis peu de temps après son origine -- en fait, depuis tellement longtemps que nous utilisons la lumière émise ou absorbée par les atomes pour mesurer la distance qui nous sépare des galaxies lointaines et pour évaluer l'âge de l'Univers.

Les électrons externes de la plupart des atomes complètent une vibration toutes les 100 à 1000 attosecondes. L'horloge la plus naturelle est l'hydrogène, l'atome le plus simple. L'Univers existe depuis 10 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 tic-tac d'un atome d'hydrogène.

L'électron qui fait des tic-tac dans l'horloge atomique existait même avant la formation des atomes. Des électrons semblables, du même âge, retiennent toutes les molécules ensemble. Cela comprend l'ADN qui vous donne la vie, les molécules qui composent la chaise sur laquelle vous êtes assis et les procédés moléculaires complexes qui vous permettent de voir l'écran de votre ordinateur.

Au CNRC, nous travaillons à l'échelle de temps des vibrations électroniques dans les atomes, c'est-à-dire à l'échelle des attosecondes. À cette échelle de temps (1/1 000 000 000 000 000 000 d'une seconde) notre vie, qui se déroule à l'échelle de la seconde, semble gelée; c'est-à-dire que rien dans notre vie quotidienne semble se dérouler à cette échelle de temps. Par contre, si nous pouvions l'observer, le monde des atomes et molécules (incluant les composants de base de la vie) grouille d'activité.

À l'échelle de l'attoseconde, les électrons se déplacent, interagissent et s'échangent l'un pour l'autre. Comme les planètes qui circulent autour du soleil, les électrons les plus lents suivent les orbites les plus éloignées. Il s'agit des électrons attosecondes. Les électrons (de base) suivant une orbite plus petite peuvent se déplacer encore plus rapidement. Les électrons plus lents sont responsables des liaisons chimiques qui maintiennent les molécules ensemble, ce qui les rend responsables pour notre vie. Ces électrons sont les intermédiaires de toutes les réactions chimiques et biologiques.

À l'échelle de l'attoseconde, le mouvement des atomes dans les molécules est imperceptible. Cependant, à l'échelle de la femtoseconde, leur mouvement vibrationnel est constant. Comme la chimie est la réorganisation des atomes, l'échelle de la femtoseconde est l'échelle de temps fondamentale de la chimie. L'échelle de la femtoseconde est donc importante pour la vie parce que nos corps sont animés par des réactions chimiques.

La rotation des molécules se produit à l'échelle de la picoseconde. Une picoseconde est égale à 1 million d'attosecondes.

Dans de nombreuses réactions chimiques, les molécules doivent se trouver. Ce processus est semblable à rencontrer son voisin dans un magasin où il y a de nombreuses personnes. Comme vous le savez, il faut beaucoup de temps pour se trouver. Dans le monde des atomes et molécules, la diffusion peut prendre des nanosecondes (ou plus). La vitesse des réactions chimiques ou biologiques est souvent limitée par le besoin de trouver des partenaires convenables.

Retourner à la page des présentations