Un électron pon i in fraganti/i

2007/07/08 Lakar Iraizoz, Oihane - Elhuyar Zientzia

• Fisika
• Kimika

Dans un grain de sucre il ya des millions et des millions d'atomes.
(Photo: JPPI/Morguefile)

Bien sûr, les électrons sont si petits qu'ils ne peuvent pas être vus à l'œil nu. Prenons un grain de sucre. Il est très petit, si nous nous laissons sur la table et nous nous éloignons quelques mètres, nous ne pouvons pas le voir. Supposons que nous étendions ce grain de sucre jusqu'à ce qu'il ait la taille de la Terre. Alors oui, nous verrions très grand. Les molécules qui forment le grain auraient la taille d'une maison. Et les atomes des molécules auraient la taille des pièces. Les atomes ont un noyau (où des protons et des neutrons sont concentrés). La taille de ce noyau serait égale à celle d'un exemplaire de poussière situé au centre de la salle. Ils forment le noyau entre tous les protons et neutrons, car ils sont très petits. Car les électrons sont beaucoup plus petits. La masse d'un électron est 1800 fois inférieure à celle d'un proton.

Car les atomes, loin d'être de la taille d'une pièce d'une maison, sont dix millions d'un millimètre. Compte tenu de cela et de la comparaison précédente, imaginez combien un électron est petit!

Dire et faire

Il semble impossible d'enregistrer un seul électron, mais ils ont réussi.

Ne semble-t-il pas impossible d'enregistrer un seul électron libre ? Eh bien, les chercheurs qui ont réussi ont dit que c'était une tâche assez simple quand ils ont soulevé comment le faire. Le plus grand défi à relever était de rendre les électrons visibles à l'œil nu.

Ils l'ont obtenu avec plusieurs étapes. Le principe de base était la force de répulsion des électrons. Les électrons repoussent les atomes qui les entourent, car ils ont tous des électrons dans la couche superficielle et se repoussent les deux particules avec la même charge. En repoussant forment un petit creux autour, une bulle ou. En plaçant un électron libre dans un liquide normal, celui-ci provoquerait une grande pression sur le creux formé par l'électron et détruirait la bulle.

Les scientifiques voulaient le contraire, c'est-à-dire ne pas perdre le creux généré par l'électron pour le rendre plus évident. Pour ce faire, ils ont libéré un électron de leur atome original et l'ont placé dans un liquide spécial: hélium liquide. L'hélium, dans des conditions normales, est un gaz et pour le transporter à l'état liquide il faut le refroidir beaucoup (jusqu'à environ -269ºC). À basse température, l'hélium exerce une pression très basse. Dans ces conditions, la bulle formée par l'électron à proximité n'a pas été éliminée et est devenue plus évidente. Cependant, il était encore trop petit pour le voir à l'œil nu.

Grâce à une expérience spécialement conçue, ils ont réussi à photographier l'électron.
(Photo: H. Maris et W.Guo)

Pour augmenter la bulle, ils ont utilisé le son. Comme les ondes sonores se sont déplacées dans l'hélium, les ondes de pression se sont produites dans la bulle. C'est-à-dire, quand une onde frappait l'électron, la pression autour de l'électron augmentait et la bulle diminuait, mais quand elle s'éloignait de l'électron la pression diminuait beaucoup et la bulle de l'électron devenait beaucoup plus grande, et alors elle était visible.

Au moment où la bulle était visible, le montage a été éclairé avec une lumière spéciale et tout a été enregistré avec un caméscope domestique. Ce n'est pas peu, non ? Les scientifiques eux-mêmes ont également été surpris de voir ce qu'ils ont fait.

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