Dans la revue Nature Physics, une équipe internationale, dirigée par des scientifiques de l’Université d’Oxford, rapporte qu’une courte impulsion du laser FLASH a ‘éliminé’ un électron central de chaque atome d’aluminium dans un échantillon sans perturber la structure cristalline du métal. Cela a rendu l’aluminium presque invisible aux rayons ultraviolets extrêmes.
»Ce que nous avons créé est un état de la matière complètement nouveau que personne n’a vu auparavant », a déclaré le professeur Justin Wark du département de physique de l’université d’Oxford, l’un des auteurs de l’article. L’aluminium transparent n’est qu’un début. Les propriétés physiques de la matière que nous créons sont pertinentes pour les conditions à l’intérieur des grandes planètes, et nous espérons également qu’en l’étudiant, nous pourrons mieux comprendre ce qui se passe lors de la création d »étoiles miniatures’ créées par des implosions laser de haute puissance, qui pourraient un jour permettre d’exploiter la puissance de la fusion nucléaire ici sur Terre.’
La découverte a été rendue possible grâce au développement d’une nouvelle source de rayonnement dix milliards de fois plus brillante que n’importe quel synchrotron au monde (comme le Diamond Light Source au Royaume-Uni). Le laser FLASH, basé à Hambourg, en Allemagne, produit des impulsions extrêmement brèves de rayons X mous, chacune d’entre elles étant plus puissante que la production d’une centrale électrique qui fournit de l’électricité à une ville entière.
L’équipe d’Oxford, ainsi que ses collègues internationaux, ont concentré toute cette puissance vers le bas, dans un point dont le diamètre est inférieur à un vingtième de la largeur d’un cheveu humain. A des intensités aussi élevées, l’aluminium est devenu transparent.
Alors que l’effet invisible n’a duré qu’une période extrêmement brève – une estimation de 40 femtosecondes – il démontre qu’un tel état exotique de la matière peut être créé à l’aide de sources de rayons X de très haute puissance.
Le professeur Wark a ajouté : ‘Ce qui est particulièrement remarquable dans notre expérience, c’est que nous avons transformé de l’aluminium ordinaire en ce nouveau matériau exotique en une seule étape en utilisant ce laser très puissant. Pendant une brève période, l’échantillon ressemble et se comporte en tous points comme une nouvelle forme de matière. À certains égards, la façon dont il réagit est comme si nous avions changé chaque atome d’aluminium en silicium : c’est presque aussi surprenant que de découvrir que l’on peut transformer le plomb en or avec de la lumière !’
Les chercheurs estiment que cette nouvelle approche est un moyen idéal de créer et d’étudier de tels états exotiques de la matière et qu’elle conduira à d’autres travaux pertinents pour des domaines aussi divers que la science planétaire, l’astrophysique et l’énergie de fusion nucléaire.
Un rapport de recherche, « Turning solid aluminium transparent by intense soft X-ray photoionization », est publié dans Nature Physics. La recherche a été menée par une équipe internationale dirigée par des scientifiques de l’Université d’Oxford, le professeur Justin Wark, le Dr Bob Nagler, le Dr Gianluca Gregori, William Murphy, Sam Vinko et Thomas Whitcher.