• Chimie: une mesure d'une précision inouïe fait de l'ionisation asymétrique des molécules chirales une explication possible de l’homochiralité de la vie!____¤2017012

     

    Une étude, dont les résultats intitulés «Attosecond-resolved photoionization of chiral molecules» ont été publiés dans la revue Science, a permis de confirmer, grâce à une «mesure d'une précision inouïe», effectuée par un laser ultrarapide sur des molécules de camphre, que la signature de la chiralité des molécules d'où s'échappent des électrons dans des directions opposées est de sept attosecondes, «soit sept précédé de 17 zéros avant la virgule, ou 7x10-18 seconde». Cette mesure, qui correspond à la différence à l'arrivée de ces électrons partis dans des directions opposées, est «si petite que jusqu'à présent il était impossible de la mesurer», bien que «les équations théoriques prédisaient le phénomène», sans que personne jusqu'ici ne puisse le prouver.

     

    Rappelons tout d'abord que la chiralité caractérise «deux formes en tout point semblables mais qu’on ne peut pas superposer puisqu’elles sont des images miroir différentes». C'est une propriété qui «se retrouve un peu partout dans notre univers et à toutes les échelles, des particules élémentaires aux galaxies», mais, alors que les caractéristiques physiques des molécules chirales sont les mêmes, «une forme est la plupart du temps favorisée par les organismes vivants, dans l’ADN ou les acides aminés, par exemple».

     

    Plusieurs hypothèses «existent pour expliquer cette 'homochiralité de la vie'» mais, pour le moment, «aucune ne fait consensus». Pourtant, les conséquences de ce phénomène sont essentielles, en particulier en pharmacologie où «les deux images miroir d’une molécule chirale peuvent avoir des effets thérapeutiques très différents».

     

    Dans ce contexte, en vue «de révéler les propriétés subtiles des molécules miroir», l'étude ici présentée s'est focalisée sur leur photoionisation, «c’est‐à‐dire la manière dont elles perdent leurs électrons quand elles sont soumises à la lumière». Celle-ci, «produite par un laser ultrarapide du Centre lasers intenses et applications (CELIA, CNRS/Université de Bordeaux/CEA) à Bordeaux», a d’abord été «polarisée de façon circulaire, puis dirigée vers les molécules de camphre», de sorte que «le champ électromagnétique décrit une spirale régulière dont le sens peut être ajusté à loisir».

     

    Cette 'lumière en spirale' provoque, lorsqu'elle atteint la molécule chirale, «l’éjection d’un électron qui suivra lui aussi une trajectoire en spirale». Comme «dans le camphre sous forme gazeuse, les molécules sont orientées au hasard», la lumière du laser ne frappe pas toujours le même côté de la molécule chirale, ce qui a pour conséquence une éjection des électrons dans différentes directions.

     

    Cependant, «pour une image miroir donnée, les électrons sont éjectés davantage vers l’avant ou vers l’arrière de la direction de la lumière, selon son sens de polarisation, de la même façon qu’un écrou se déplace dans un sens ou l’autre selon la direction de la rotation».

     

    Au bout du compte, la mesure très précise de l’éjection des électrons, réalisée dans cette étude, a «non seulement confirmé qu'un plus grand nombre d’électrons sont émis dans une direction, mais a surtout découvert qu’ils sont émis sept attosecondes plus tôt que dans la direction opposée», ce qui fait apparaître «une asymétrie dans la réactivité de la molécule de camphre lorsqu’elle est ionisée par la lumière polarisée circulairement».

     

    Cette expérience fait donc de l'ionisation asymétrique des molécules chirales «une des explications possibles de l’homochiralité de la vie», puisque «les premières attosecondes» de ce processus pourraient avoir mené, «sur des milliards d’années d’évolution», à «une préférence pour certaines molécules gauches ou droites dans la chimie de la vie».

     

     


    Tags Tags : , , , , , , , , , , , , , ,
  • Commentaires

    Aucun commentaire pour le moment

    Suivre le flux RSS des commentaires


    Ajouter un commentaire

    Nom / Pseudo :

    E-mail (facultatif) :

    Site Web (facultatif) :

    Commentaire :