• Physique: l'effet Doppler au niveau microscopique vient d'être mis en évidence grâce à un dispositif expérimental unique au monde!____¤201406

     

    Une étude, dont les résultats ont été publiés dans la revue Nature Communications, a permis de mettre en évidence l'effet Doppler au niveau microscopique, grâce à un dispositif expérimental unique au monde.

    Pour analyser ce phénomène, bien connu à l'échelle macroscopique, dans l'infiniment petit, la recherche s'est intéressée «à l'émission d'électrons de haute énergie par des atomes isolés» de néon, un gaz rare.

     

    L'expérience est basé sur l'effet photoélectrique découvert par Einstein en 1905. Elle consiste «à envoyer sur l'atome un grain de lumière, ou photon, ayant une énergie bien précise, de façon à ce que l'atome absorbe le photon».

    Il en résulte «l'éjection d'un des électrons de l'atome», ce qui «provoque un mouvement de recul de l'atome, dans le sens opposé à celui de l'électron, comme un pistolet tirant une balle».

     

    Cependant, à la suite «des réactions en cascade se produisant dans l'atome, un autre électron va à son tour être expulsé». Ces électrons, émis dans un second temps par les atomes en mouvement, sont appelés 'électrons Auger'.

     

     

    Comme à l'échelle atomique, «les électrons se comportent comme une onde», suivant «le principe bien connu de dualité onde-corpuscule», ils «sont à l'origine de l'effet Doppler microscopique» mis en évidence dans l'étude ici présentée.

     

     

    Pour cela, au synchrotron SOLEIL, «un nouvel analyseur qui mesure très finement l'énergie des électrons Auger émis dans une direction donnée» a été utilisé: comme «ces électrons peuvent provenir d'atomes qui se déplacent soit vers le détecteur, soit dans la direction opposée», les électrons vus par l'analyseur ont, à cause de l'effet Doppler, «une énergie différente en fonction du mouvement des atomes».

     

     

    Ainsi, l'effet Doppler est apparu «sous la forme d'un élargissement graduel, puis d'un dédoublement du signal enregistré, au fur et à mesure que l'énergie des photons absorbés (des rayons X de haute énergie) et des électrons, émis par les atomes de néon, augmentait».

     

     

    Cet effet Doppler Auger, qui n'aurait pas pu être observé «avec un dispositif expérimental moins puissant», est «un phénomène général qu'il faudra à présent prendre en compte dans les expériences dites de photoémission à haute énergie, telle que celle décrite ici pour des atomes ou des molécules isolés, mais aussi dans les mesures sur les solides, comme les semi-conducteurs, et la caractérisation de nouveaux matériaux à l'échelle microscopique».

     

     


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