L’enchevêtrement est un phénomène purement de mécanique quantique sans équivalent en physique classique. Pour deux particules enchevêtres, la mesure de l’état quantique de l’une d’elles renseigne sur l’autre, même si elles sont séparées par une grande distance. Initialement, l’idée de l’enchevêtrement a été rejetée par Albert Einstein lui-même, la qualifiant d’action « spooky » à distance. Cependant, il s’est avéré que l’effet photoélectrique décrit par l’équation photoélectrique d’Einstein présente une opportunité unique d’étudier l’enchevêtrement quantique entre le photoélectron émis et l’ion résiduel - mesurer l'énergie cinétique du premier détermine l'état quantique exact d la dernière.
Ici, nous avons étudié l'intrication quantique entre un photoélectron et un ion hélium (He+), généré par d'intenses impulsions ultraviolets extrêmes (UVX) provenant d'un laser à électrons libres (FERMI à Trieste, Italie) avec des échelles de temps ultrarapides. La haute intensité de l’impulsion UVX nous a permis de créer un état habillé « atome + photon » pour He+, comme décrit par Claude Cohen-Tannoudji pour une interaction cohérente lumière-matière. En raison de l’enchevêtrement entre ces deux particules, l’électron situé à près de 200 nanomètres de l’ion peut savoir ce qui se passe à l’intérieur de l’ion, ce qui nous permet d’étudier la dynamique de l’état habillé. La durée de l’impulsion XUV médiatrice de l’enchevêtrement n’était que de 70 femto-secondes – cette nature ultracourte de l’impulsion nous a permis d’observer l’enchevêtrement avant qu’elle ne puisse être détruite par interaction avec l’environnement. Nos résultats ouvrent la voie à l’utilisation de l’enchevêtrement quantique pour dépasser la limite posée par la résolution instrumentale en spectroscopie photo-électronique, en utilisant des impulsions ultracourtes.

Au cours de leur vie, les cellules animales sont soumises à de nombreuses contraintes mécaniques, notamment dans des contextes cancéreux. Dans cette étude, les auteurs ont découvert que les cellules cancéreuses peuvent s'adapter à un confinement spatial en ajustant leur volume et en relaxant les contraintes appliquées à leur noyau. Ils ont montré que cette adaptation se produit après la mitose : les cellules qui naissent dans une situation confinée sont plus petites. Cette recherche approfondit non seulement notre compréhension de la biologie des cellules cancéreuses, mais elle offre également des perspectives pour le développement de nouvelles stratégies thérapeutiques

Ce livre est une action de l'EPS dont le but est d’aborder la dimension sociale de la science ainsi que les grands défis de la physique à l'horizon 2050, qui apporteront un changement radical aux sociétés industrialisées, élèveront le niveau de vie à l'échelle mondiale et fourniront une compréhension fondamentale de la nature. Le livre rassemble une centaine de scientifiques du monde entier qui examinent les domaines les plus brûlants de la physique actuelle, depuis les particules, en passant par les atomes, les cellules, les étoiles, les galaxies, notre place dans l'univers, pour explorer notre capacité à imaginer et façonner l’avenir en utilisant la méthode scientifique.

Le chercheur de l’iLM a notamment contribué au chapitre « onde et matière » qui traite de la révolution que constitue la physique ultrarapide et les impulsions de lumière extrême, de la physique attoseconde aux lasers à électrons libres.

La photo-ionisation est l’un des phénomènes les plus fondamentaux en physique. Suite à l’absorption d’un photon ayant une énergie au-delà du potentiel d’ionisation, un électron peut être libéré de la molécule. Cependant, l’électron interagit avec l’ion parent lors de son excursion de sortie. Cette interaction mène à une dynamique qui peut être interprétée comme un retard à la photoionisation de typiquement quelques dizaines d’attosecondes (1as = 10^-18 s). Lorsque la taille de la molécule ionisée augmente, on peut s’attendre à ce que cette interaction soit plus longue, et donc que le retard à la photoionisation soit plus grand.
Les auteurs ont montré que cette vision intuitive n’est plus valide dans le cas des molécules planaires i.e. de deux dimensions (2D). Des retards systématiques de temps de photoionisation ont été trouvés expérimentalement en comparant des molécules 2D (naphthalène, pyrene et fluorene) à une molécule 3D de composition et de taille similaire (adamantane). Un modèle analytique se basant sur les premiers ordres du développement du potentiel moléculaire permet de comprendre le rôle dominant du terme quadripolaire dans cette dynamique d’ionisation. Les simulations numériques SE-DFT réalisées par nos collaborateurs sont en accord avec les mesures expérimentales et le modèle. Cette article montre que la métrologie de attoseconde permet alors d’accéder à l’image de la lacune électronique aux premiers instants de la photoionisation moléculaire.