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Cette actualité a été publiée le 06/12/2009 à 10h19 par Tanka.


UN SPECTROMÈTRE ULTRASENSIBLE BAT TOUS LES RECORDS

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Un spectromètre ultrasensible bat tous les records

Information recueillie par Tanka.

Un spectromètre (Un spectromètre est un appareil de mesure permettant d'étudier de décomposer une quantité observée — un faisceau...) aux performances inégalées capable d'identifier des traces infimes de gaz (Au niveau microscopique, on décrit un gaz comme un ensemble d'atomes ou de molécules très faiblement liés et quasi...) en temps (Le temps est un concept développé pour représenter la variation du monde : l'Univers n'est jamais figé, les...) réel a été développé par des chercheurs du Laboratoire de Photophysique moléculaire du CNRS (Le Centre national de la recherche scientifique, plus connu sous son sigle CNRS, est le plus grand organisme de...) (LPPM) et du Max Planck Institute of Quantum Optics (Allemagne) dans le cadre du European Laboratory for Frequency Comb Spectroscopy (1).

Dirigée par Theodor W. Hänsch, prix Nobel de physique et Nathalie Picqué du LPPM, l'équipe internationale a conçu un instrument basé sur deux lasers peignes de fréquences femtosecondes (2). Par la percée de ses performances, ce spectromètre pourrait être la nouvelle référence en spectroscopie ultrasensible. Cette avancée importante tant pour la recherche fondamentale scientifique désigne en premier lieu l'ensemble des actions entreprises en vue de produire et de...) fondamentale (En musique, le mot fondamentale peut renvoyer à plusieurs sens.) regroupe les travaux de recherche scientifique n'ayant pas de finalité économique déterminée...) que pour de nombreux domaines appliqués est détaillée dans l'édition avancée en ligne de la revue Nature Photonics.

La spectroscopie de traces de gaz suscite un grand intérêt ces dernières années. Avec une très grande sensibilité, cette spectroscopie d'absorption permet d'identifier des composés en très faible abondance. Elle est utilisée dans la recherche fondamentale mais également dans des domaines tels que la métrologie (La métrologie est la science de la mesure au sens le plus large.), la physico-chimie du milieu interstellaire (En astronomie, le milieu interstellaire est le gaz raréfié qui, dans une galaxie, existe entre les étoiles et leur...), la détection in situ de traces de pollution (La pollution est définie comme ce qui rend un milieu malsain.

La définition varie selon le contexte, selon le milieu...) atmosphérique (accidentelle ou criminelle), le contrôle (Le mot contrôle peut avoir plusieurs sens. Il peut être employé comme synonyme d'examen, de vérification et de maîtrise.) de procédés industriels... Mais jusqu'ici, pour développer un spectromètre performant, de nombreuses caractéristiques devaient être réunies :

- Explorer en une seule mesure une grande plage de longueurs d'onde (Une onde est la propagation d'une perturbation produisant sur son passage une variation réversible de propriétés...), ce qui permet d'accéder simultanément à la connaissance de nombreux niveaux d'énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la chaleur, de la...) en spectroscopie fondamentale ou de mesurer la présence de plusieurs molécules simultanément pour les domaines appliqués ;

- Avoir une bonne limite de résolution, c'est-à-dire la possibilité de discriminer finement les différentes longueurs d'onde qui composent le spectre. Ceci est nécessaire en spectroscopie fondamentale pour comprendre le spectre dense de molécules complexes et dans les domaines appliqués pour différentier sans ambiguïté les différentes molécules présentes dans le milieu sondé ;

- Avoir un temps de mesure rapide pour pouvoir observer en temps réel des phénomènes transitoires (réactions chimiques, explosifs...) ;

- Avoir une grande sensibilité pour observer des transitions moléculaires faibles en spectroscopie fondamentale ou des composés en faible abondance dans le milieu sondé dans les domaines appliqués.
Jusqu'alors, aucun instrument ne présentait simultanément ces quatre critères.

Pour la première fois, le spectromètre développé par l'équipe franco-allemande trouve un compromis parmi ces contraintes en se basant sur une cavité de haute finesse et deux peignes de fréquences (2). Ce procédé permet d'enregistrer des spectres avec une grande sensibilité et 1 million de fois plus rapidement que les meilleurs spectromètres actuels (3).

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