Des Scientifiques 'Voient' Enfin un Proton Se Déplaçant Dans l'Eau
Depuis longtemps, les scientifiques savent que l'eau conduit une charge positive via les protons. Cependant, observer réellement ce processus est resté difficile – jusqu'à récemment. Des chercheurs de Yale ont finalement développé un moyen de suivre et de "voir" le voyage d'un proton à travers l'eau, comme indiqué dans un article récent de Science. C'est une avancée importante, car, bien que nous sachions que ce phénomène existe, le confirmer directement a été un défi.
L'équipe a utilisé un spectromètre de masse énorme, construit sur mesure avec 9 mètres de long, qui a mis des années à être perfectionné. Cet appareil leur a permis de mesurer la rapidité avec laquelle les protons se déplacent à travers un amas de six molécules d'eau. Selon Mark Johnson, l'auteur principal de l'étude, ils ont essentiellement créé un système où les protons n'ont nulle part où se cacher, ce qui permet une observation détaillée.
Il est incroyable de constater le nombre de choses en science que nous savons être vraies, mais que nous n'avons pas observées directement. Par exemple, les protons dans l'eau sont cruciaux dans tout, de la vue au stockage de l'énergie et même au carburant de fusée. Mais comme les protons sont incroyablement petits et se comportent selon la mécanique quantique, il est incroyablement difficile de les suivre. Comme le dit Johnson, ils ne restent pas immobiles assez longtemps pour une observation facile. Ils sautent de molécule en molécule, conduisant la charge à travers une sorte de relais à l'échelle atomique.
Comment Ils Ont Fait
Pour réellement voir cela se produire, l'équipe a utilisé l'acide 4-aminobenzoïque, une molécule organique avec deux points possibles pour un proton supplémentaire. Ces points absorbent différentes couleurs de lumière, ce qui les rend distinguables. Les chercheurs ont attaché ces molécules aux six molécules d'eau, créant une configuration où les protons ne peuvent se déplacer entre les deux points qu'en "faisant du stop" dans un "taxi" de réseau d'eau, selon Payten Harville, une étudiante postdoctorale à Yale.
Lorsque les protons montent dans ce "taxi", le spectromètre de masse spécialisé analyse chaque réaction de manière destructive dix fois par seconde en utilisant des lasers soigneusement chronométrés. C'est comme prendre des photos du voyage du proton, bien qu'ils n'aient pas encore capturé les étapes intermédiaires.
Bien que l'expérience ne montre pas chaque étape du voyage du proton, elle établit des paramètres clairs pour que les théoriciens créent des simulations chimiques précises. Si cette technologie peut être étendue, elle pourrait améliorer considérablement la précision des expériences en chimie fondamentale. Étant donné qu'il a fallu deux siècles à la science pour arriver ici, un peu plus de temps pour affiner cette méthode semble être un investissement qui en vaut la peine. Imaginez les possibilités ! Cela pourrait révolutionner la façon dont nous comprenons les réactions chimiques et le transfert d'énergie.
Source: Gizmodo