Figure 1 De :Visualiser la quantification de l'électron avec une règle
Des chercheurs de l'Université de Göteborg ont observé l'absorption d'un seul électron par une gouttelette en lévitation avec un grossissement tel qu'il est visible à l'œil nu et peut même être mesuré avec une règle millimétrique normale.
La matière dans l'univers est composée de particules élémentaires comme les électrons, protons, et les neutrons. Ils sont partout, mais ils sont si petits qu'ils ne sont pas visibles. Au cours du siècle dernier, les physiciens ont prouvé l'existence de ces particules à travers différentes expériences, mais dans la plupart des cas, l'observation des particules a été indirecte.
Les électrons sont l'une de ces particules fondamentales. En 1909, Robert Millikan a prouvé que la charge de l'électron est quantifiée. En d'autres termes, il existe un minimum, montant indivisible des frais. En laissant tomber des centaines de gouttelettes chargées dans un champ électrique, puis en effectuant une analyse statistique de leur mouvement, il a démontré que la charge de l'électron est quantifiée.
Une expérience avec une seule goutte en lévitation
"Maintenant, nous avons créé une version moderne de cette expérience classique en faisant léviter une seule goutte dans l'air à l'aide d'un laser, " dit Javier Marmolejo, doctorat au Département de physique de l'Université de Göteborg.
Dans cette expérience, la quantification de la charge électrique est directement visible pour la première fois sans équipement de pointe ni analyse statistique complexe.
"Nous avons piégé une goutte à l'aide d'un laser à l'intérieur d'un champ électrique puissant et avons ajouté des électrons individuels en l'exposant à un rayonnement alpha. La goutte a effectué des sauts quantifiés à chaque fois qu'elle a absorbé un ou quelques électrons. En agrandissant l'image de la goutte à l'aide d'une seule lentille , nous avons pu voir l'effet d'une seule absorption électronique et mesurer les sauts avec une règle. Le point lumineux s'est déplacé d'environ un millimètre pour chaque électron absorbé."
La goutte avait un diamètre de 29 micromètres, ce qui correspond à peu près à l'épaisseur d'un cheveu humain. Malgré cela, il contient environ 3,7 x10 15 électrons chargés négativement.
"L'exploit est incroyable quand on considère que l'effet d'ajouter un seul électron à une goutte qui en a déjà 3, 700, 000, 000, 000, 000 est visible à l'œil nu."
Maintenant qu'il est possible de voir l'effet d'un seul électron, une nouvelle opportunité se présente pour mieux communiquer la science sur les particules élémentaires au grand public, commentent les chercheurs.
