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Le chat de Schrödinger à l'échelle moléculaire

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Le chat de Schrödinger à l'échelle moléculaire

Expérience de localisation d'un électron interne dans une molécule

Une équipe du Laboratoire de chimie physique-matière et rayonnement (CNRS/UPMC), en collaboration avec des équipes internationales1, vient de réaliser une expérience de physico-chimie qui, par analogie avec la célèbre expérience de pensée du chat de Schrödinger, illustre le paradoxe de la mesure en mécanique quantique. Cherchant à mesurer si un électron émis par une molécule est initialement localisé ou non autour d'un atome particulier au sein de cette molécule, ils ont montré que le résultat diffère selon la manière dont la molécule se fragmente après avoir perdu l’électron. Les résultats sont publiés en ligne dans la revue Nature Communications.

 

Dans un article publié en 1935 et resté célèbre, Erwin Schrödinger proposait une expérience de pensée dans laquelle un chat est enfermé dans une boite contenant un mécanisme radioactif pouvant aléatoirement entrainer la mort du chat. Le chat a 50% de chance d'être mort, 50% de chance d'être vivant. Seule l'ouverture de la boite permet de le déterminer sans ambiguïté. Ainsi, tant que la boîte n'est pas ouverte, le chat est à la fois mort et vivant. Schrödinger voyait ceci comme un paradoxe dans l'interprétation de la mécanique quantique. Lire l’intégralité de l’article sur le site de l’INC du CNRSNouvelle fenêtre.

 

Schéma de principe de l'expérience réalisée. La molécule est ionisée et une lacune est créée sur l'un ou l'autre des atomes de soufre (haut). La lacune est comblée par réorganisation interne des électrons et la charge de la molécule augmente (milieu). Suivant le chemin de fragmentation suivi, concerté (A) ou séquentiel (B), la lacune de cœur apparaît localisée ou délocalisée. © Marc Simon

 

Dans le cas A, la lacune est délocalisée sur les deux atomes de soufre, comme le montre, à droite, la distribution angulaire symétrique de l'électron émis. Dans le cas B, elle est localisée sur l'atome donnant l'ion S2+ et la distribution angulaire électronique est cette fois asymétrique. © Marc Simon

 

Pour en savoir plus :

Laboratoire de Chimie Physique - Matière et Rayonnement (LCPMR, UPMC/CNRS)Nouvelle fenêtre

 

Référence :

R. Guillemin, P. Decleva, M. Stener, C. Bomme, T. Marin, L. Journel, T. Marchenko, R.K. Kushawaha, K. Jänkälä, N. Trcera, K.P. Bowen, D.W. Lindle, M.N. Piancastelli & M. Simon. Selecting core-hole localization or delocalization in CS2 by photofragmentation dynamics. Nature communications, 21 janvier 2015. doi:10.1038/ncomms7166Nouvelle fenêtre

 

1. Synchrotron SOLEIL, Université de Trieste (Italie), Université de Las Vegas (États-Unis), Université de Oulu (Finlande), Université d'Uppsala (Suède).



28/01/15