Des scientifiques ont découvert une méthode pour observer les interactions moléculaires ultra-rapides au sein des liquides en utilisant une technique laser puissante, auparavant jugée irréalisable pour les fluides, selon une étude de l'Université d'État de Louisiane. Les conclusions de l'équipe, publiées le 5 janvier 2026, ont révélé que lorsque des produits chimiques presque identiques étaient mélangés, une combinaison présentait un comportement inhabituel, produisant moins de lumière et éliminant complètement un seul signal harmonique.

Des simulations ont indiqué qu'une interaction moléculaire subtile interférait avec le mouvement des électrons. Cette découverte démontre que les liquides peuvent s'organiser brièvement de manière à altérer considérablement le comportement des électrons. "C'est comme regarder une poignée de main moléculaire fugace", a déclaré le professeur Kenneth Lopata du département de chimie de LSU, auteur principal de l'étude. "Cette poignée de main, bien que brève, modifie radicalement la façon dont les électrons se déplacent et interagissent avec la lumière."

L'équipe de recherche a utilisé une technique appelée génération d'harmoniques d'ordre élevé (HHG), qui consiste à utiliser des impulsions laser intenses pour générer des photons de haute énergie. Traditionnellement, la HHG était principalement utilisée dans les gaz, mais l'équipe de Lopata l'a adaptée aux solutions liquides. Le processus consiste à envoyer un laser intense sur le liquide, ce qui provoque l'accélération des électrons et l'émission de lumière à différentes fréquences, appelées harmoniques. Le motif de ces harmoniques fournit des informations sur la structure moléculaire et la dynamique du liquide.

Dans leur expérience, les chercheurs ont mélangé du méthanol avec du fluorobenzène. Ils ont observé que le mélange produisait moins de lumière que prévu et que l'un des signaux harmoniques était manquant. Grâce à la modélisation computationnelle, ils ont déterminé que les molécules de fluorobenzène perturbaient la structure de solvatation du méthanol, créant une barrière qui interférait avec le mouvement des électrons. Cette interférence a supprimé certaines fréquences de la lumière émise.

Les implications de cette recherche s'étendent à divers domaines, notamment la science des matériaux et la découverte de médicaments. Comprendre comment les molécules interagissent dans les liquides est essentiel pour concevoir de nouveaux matériaux dotés de propriétés spécifiques et pour développer des médicaments plus efficaces. "Les liquides sont le milieu dans lequel de nombreuses réactions chimiques se produisent", a expliqué Lopata. "Être capable d'observer ces interactions ultra-rapides nous donne une nouvelle perspective sur la façon dont ces réactions se produisent."

Le développement de l'IA et de l'apprentissage automatique joue un rôle de plus en plus important dans l'analyse des données complexes générées par ces expériences. Les algorithmes d'IA peuvent identifier des modèles et des relations qu'il serait difficile pour les humains de détecter, ce qui accélère le rythme de la découverte scientifique. Dans cette étude, l'IA a été utilisée pour analyser les données de simulation et identifier la poignée de main moléculaire qui interférait avec le mouvement des électrons.

Les recherches futures se concentreront sur l'exploration d'autres mélanges liquides et sur l'étude du rôle des différentes interactions moléculaires. L'équipe prévoit également de développer de nouveaux outils basés sur l'IA pour analyser les données HHG, ce qui pourrait conduire à des informations encore plus détaillées sur le comportement des liquides. Les résultats pourraient potentiellement conduire au développement de nouvelles technologies pour contrôler les réactions chimiques et créer de nouveaux matériaux.