Une équipe internationale de chercheurs dirigée par l'Université de Leicester a pour la première fois observé comment une seule molécule de deux atomes tourne dans le liquide le plus froid connu dans la nature.

L'équipe est composée de chercheurs du Département de physique et d'astronomie de l'Université de Leicester, le Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Grenoble, la France et le Département de Physique de Kerbala, Irak.

Les interactions des molécules dans les liquides déterminent les réactions chimiques et les processus biologiques.

Dans les liquides ordinaires, les interactions entre les molécules sont trop fortes et éclipsent les subtiles caractéristiques des rotations.

En choisissant un liquide très spécial composé d'atomes d'hélium, les chercheurs ont réduit la force des interactions moléculaires afin qu'ils aient la chance de voir des molécules individuelles en rotation.

L'auteur principal, le Dr Klaus von Haeften du département de physique et d'astronomie de l'Université de Leicester, a déclaré :« Pour introduire des molécules dans l'hélium liquide, nous devions exciter l'hélium à l'aide d'une décharge.

"Cela était nécessaire car les molécules ordinaires gèleraient une fois introduites dans l'hélium liquide. En excitant l'hélium dans la décharge, de minuscules bulles de gaz se sont formées."

Les chercheurs ont observé qu'en appliquant une pression, les molécules à l'intérieur de ces bulles entreraient en collision avec le liquide ultra-froid et commenceraient à se refroidir et à ralentir leurs rotations.

Cela s'est produit à un taux de plus de 100 milliards de degrés Kelvin (centigrades) par seconde. A des pressions de plusieurs atmosphères, les molécules ont atteint la vitesse de rotation la plus lente possible.

Les chercheurs pensent qu'avec ces molécules, ils peuvent étudier l'hélium liquide à des températures encore plus basses.

A ces températures, le frottement disparaît, et l'équipe espère pouvoir mesurer avec une grande précision comment les molécules réagissent à cet état « superfluide ».

Le Dr von Haeften a ajouté :« Les résultats de ces études sur l'hélium liquide seront également importants pour comprendre les liquides ordinaires, où de telles observations sont impossibles à faire.

"Cela peut déclencher de nouvelles applications de médicaments pour le diagnostic et la thérapie et le développement de nouveaux matériaux."

Deux des chercheurs internationaux impliqués dans le projet ont mené leurs études de doctorat à l'Université de Leicester.

Mme Nagham Shiltagh (Irak) étudie actuellement comment la technologie développée dans ce projet pourrait être appliquée dans d'autres domaines et Luis Guillermo Mendoza-Luna (Mexique) a participé à la mise en place de l'expérience et à l'enregistrement des données et a maintenant assumé un poste universitaire dans Mexique.