Quel est le comportement d'un électron en solution dans l'eau ?

Ce sont des réponses à cette question qu'apportent les travaux publiés dans la prestigieuse revue Nature Chemistry par l'équipe de Pavel Jungwirth de l'Institut de Chimie Organique et de Biochimie de l'Académie des Sciences, en collaboration avec des chercheurs expérimentateurs de l'Université de Zurich.

L'intérêt de ces travaux réside d'une part dans la meilleure compréhension de l'interface entre le monde classique et le monde quantique (thème qui a été récompensé par le Prix Nobel de Chimie 2013), et d'autre part dans ses implications dans le domaine de la radiochimie. En effet, la formation et la dissolution des électrons en solution aqueuse, ainsi que les processus qui en découlent, ont des répercussions sur la compréhension des mécanismes de traitement des tumeurs par radiothérapie ou des processus chimiques intervenant lors des différentes phases de stockage des déchets nucléaires.

En combinant les expériences de spectroscopie transitoire térahertz réalisées à Zurich aux calculs combinant mécanique quantique et classique réalisés à Prague, les chercheurs ont découvert que l'électron généré par photoionization possède une fonction d'onde délocalisée sur environ 40 A, qui se contracte au bout d'une picoseconde pour former une pseudo-sphère d'un diamètre de l'ordre de 2,5 A.

Le Prof. Pavel Jungwirth est un physico-chimiste tchèque, formé à la Faculté de Mathématiques et de Physique de l'Université Charles de Prague. Il dirige actuellement une équipe au sein de l'Institut de Chimie Organique et de Biochimie de l'Académie des Sciences. Il a publié plus de 250 articles dans des revues internationales, dont Science et PNAS, et participe souvent à des émissions de radio ou de télévision scientifique pour le grand public.