Une équipe internationale de physiciens a réussi à cartographier la condensation d'atomes individuels, ou plutôt leur passage d'un état gazeux à un autre état, en utilisant une nouvelle méthode. Dirigé par l'Institut suisse des nanosciences et le Département de physique de l'Université de Bâle, l'équipe a pu surveiller pour la première fois comment les atomes de xénon se condensent dans des béchers de mesure microscopiques, ou puits quantiques, permettant ainsi de tirer des conclusions clés quant à la nature de la liaison atomique. Les chercheurs ont publié leurs résultats dans la revue Communication Nature .

L'équipe dirigée par le professeur Thomas Jung, qui se compose de chercheurs de l'Institut suisse des nanosciences, Département de physique de l'Université de Bâle et de l'Institut Paul Scherrer, a développé une méthode permettant pour la première fois de cartographier la condensation d'atomes individuels étape par étape. Les chercheurs ont permis aux atomes du gaz noble xénon de se condenser dans des puits quantiques et ont surveillé les accumulations résultantes à l'aide d'un microscope à effet tunnel.

Puits quantiques comme béchers

L'organisation autonome de molécules spécifiquement "programmées" facilite la création d'un réseau poreux sur une surface de substrat - ce sont les puits quantiques utilisés comme béchers de mesure avec une taille spécifiquement définie, forme et structure atomique des murs et du sol. La liberté de mouvement des atomes est restreinte dans les puits quantiques, permettant de suivre de près et de cartographier l'arrangement des atomes en fonction de la composition.

Avec ces données, les chercheurs ont pu montrer que les atomes de xénon s'arrangent toujours selon un certain principe. Par exemple, certaines unités composées de quatre atomes ne sont formées que lorsqu'il y a au moins sept atomes dans le puits quantique. Et s'il y a douze atomes dans le puits quantique, cela se traduit par la création de trois unités à quatre atomes hautement stables.

Conclusions sur la nature du lien

Les images et structures de nano-condensats enregistrées pour la première fois permettent de tirer des conclusions clés sur la nature des liaisons physiques formées par les atomes de xénon. "Mais ce système ne se limite pas exclusivement aux gaz rares, " dit Sylwia Nowakowska, auteur principal de la publication. "Nous pouvons également l'utiliser pour rechercher d'autres atomes et la façon dont ils se lient." Comme la méthode nouvellement développée cartographie avec précision la liaison atomique et détermine la stabilité des divers états, il peut également être utilisé pour vérifier les calculs théoriques sur les obligations.

Les résultats de l'étude sont basés sur une collaboration entre des chercheurs suisses, Brésil, Suède, l'Allemagne et les Pays-Bas, et ont été publiés dans le numéro actuel de la revue scientifique Communication Nature .