Des scientifiques ont découvert une nouvelle méthode pour observer les interactions moléculaires ultra-rapides au sein des liquides, en employant une technique laser puissante auparavant jugée irréalisable pour les substances fluides. La recherche, menée à l'Université d'État de Louisiane et publiée le 5 janvier 2026, a révélé que lorsque deux produits chimiques presque identiques étaient mélangés, une combinaison spécifique présentait un comportement inhabituel : elle produisait moins de lumière et éliminait complètement un seul signal harmonique.

Des simulations ont indiqué qu'une interaction moléculaire subtile, décrite comme une « poignée de main », interférait avec le mouvement des électrons. Cette découverte démontre que les liquides peuvent brièvement s'organiser de manière à modifier considérablement le comportement des électrons. Selon Kenneth Lopata, professeur au département de chimie de LSU, cette découverte fournit des informations précieuses sur la dynamique complexe des liquides au niveau moléculaire.

L'équipe de recherche a utilisé une technique laser extrême connue sous le nom de génération d'harmoniques d'ordre élevé (HHG). Dans la HHG, une impulsion laser puissante est focalisée dans un matériau, provoquant l'émission de photons de haute énergie à des multiples, ou harmoniques, de la fréquence laser d'origine. Les scientifiques ont longtemps cru que la HHG était impossible dans les liquides en raison de leur nature désordonnée, qui diffuserait la lumière laser et empêcherait la génération d'harmoniques cohérentes. L'équipe de LSU a surmonté ce défi en utilisant des impulsions laser extrêmement courtes et en contrôlant soigneusement les conditions expérimentales.

Dans leur expérience, les chercheurs ont mélangé du méthanol et du fluorobenzène, deux produits chimiques ayant des structures très similaires. Lorsque le mélange a été exposé au laser, les chercheurs ont observé qu'un signal harmonique spécifique était manquant. D'autres simulations ont révélé que les molécules de fluorobenzène interféraient avec le mouvement des électrons dans le méthanol, bloquant efficacement l'émission de lumière à cette fréquence particulière.

« C'était comme regarder une danse parfaitement orchestrée se désynchroniser soudainement », a déclaré Lopata. « Le signal harmonique manquant était une indication claire que quelque chose d'inhabituel se produisait au niveau moléculaire. »

Cette découverte a des implications importantes pour la compréhension des réactions chimiques dans les liquides. De nombreuses réactions chimiques se produisent en solution, et la façon dont les molécules interagissent les unes avec les autres dans un environnement liquide peut avoir un impact profond sur la vitesse et le résultat de la réaction. En fournissant un moyen d'observer ces interactions en temps réel, la nouvelle technique pourrait conduire au développement de processus chimiques plus efficaces et sélectifs.

De plus, cette recherche pourrait également avoir des implications pour le développement de nouveaux matériaux. Les propriétés d'un matériau sont déterminées par la façon dont ses molécules constitutives interagissent les unes avec les autres. En comprenant comment les liquides s'organisent au niveau moléculaire, les scientifiques pourraient concevoir de nouveaux matériaux dotés de propriétés spécifiques.

Les chercheurs s'efforcent maintenant d'étendre leur technique à d'autres liquides et solutions. Ils explorent également la possibilité d'utiliser l'IA et des algorithmes d'apprentissage automatique pour analyser les données complexes générées par leurs expériences. Cela pourrait les aider à identifier de nouveaux modèles et relations qui seraient autrement manqués. L'équipe pense que cette nouvelle approche pourrait révolutionner la façon dont les scientifiques étudient les liquides et les solutions, conduisant à une compréhension plus approfondie des processus fondamentaux qui régissent le comportement de la matière.