Record : un laser X avec une longueur d'onde de 1,2 angström

Par Laurent Sacco, Futura-Sciences

Les chercheurs du Japan Synchrotron Radiation Research Institute (Jasri) viennent d’annoncer avoir battu un record avec un laser à électrons libres, celui de la plus courte longueur d’onde associée à de la lumière laser dans le domaine des rayons X : 1,2 angström. Cela ouvre de nouvelles perspectives dans le domaine de la biologie structurale.

Sur la gauche se trouve le bâtiment abritant Sacla (XFEL) et à droite SPring 8. © X-ray Free Electron Laser

Pouvoir observer ce qui se passe à l’échelle des atomes et des molécules lors de leurs combinaisons permettrait certainement de mieux comprendre le fonctionnement de certains médicaments dans les cellules ou d’intéressantes percées dans le domaine des nanotechnologies. Simplement, mieux comprendre la structure 3D des protéines et des enzymes donnerait aussi la possibilité de développer de nouveaux traitements médicaux. Pour cela, il faut disposer de sources de lumière avec la plus petite longueur d’onde possible afin de pouvoir réaliser des images des molécules avec la plus grande résolution possible.

C’est ce que tentent de faire les chercheurs japonais avec le laser à électrons libres associé au synchrotron Super Photon ring-8 GeV (SPring 8). Un laser à électrons libres n’est pas une nouveauté, l’un des plus puissants au monde étant le Linac Coherent Light Source (LCLS) qui a été utilisé pour fabriquer des « atomes creux ». Un autre, en Allemagne, permet de rendre l’aluminium transparent dans un domaine de longueurs d’onde associé aux ultraviolets.

Un tableau comparatif des structures que l'on peut observer à des longueurs d'onde de plus en plus courtes de la gauche vers la droite. Un laser à électrons libres (Free Electron Laser) permet ainsi de générer des impulsions X révélant le monde des protéines. © X-ray Free Electron Laser

Un beau record du monde

Le laser se situant à Harima au Japon se nomme Sacla (SPring-8 Angstrom Compact free electron LAser). Il y a quelques mois, les chercheurs japonais étaient parvenus à produire des impulsions lumineuses avec une longueur d’onde de seulement 0,8 angström, mais il ne s’agissait pas encore d’impulsions laser. C’est maintenant chose faite et ils annoncent avoir obtenu avec Sacla des impulsions laser avec une longueur d’onde de 1,2 angström.

Il s'agit là d'un record du monde à plus d’un titre. En effet, Sacla génère maintenant des impulsions de rayons X un milliard de fois plus brillantes et mille fois plus courtes que les autres sources de par le monde.