Des physiciens ont trouvé le moyen de faire tourner des molécules à l'intérieur de gouttelettes d'hélium liquide à l'aide d'une centrifugeuse optique sur mesure, ce qui est exactement aussi cool et légèrement absurde que ça en a l'air. L'équipe, dirigée par des chercheurs de l'Université de la Colombie-Britannique (UBC) avec l'aide de l'Université de Fribourg, rapporte la première rotation contrôlée réussie d'une molécule à l'intérieur d'un superfluide – un état de matière sans friction qui s'écoule sans viscosité, en gros la façon dont l'univers se la pète.

La centrifugeuse optique fonctionne en tirant des impulsions laser rotatives sur des molécules intégrées dans des nanogouttelettes d'hélium. Mais contrairement aux gaz, où cette astuce a déjà été réalisée, les superfluides opposent une résistance car les molécules dissoutes s'encrassent avec les atomes environnants. Pour résoudre ce problème, les chercheurs ont dopé les gouttelettes avec des dimères d'oxyde nitrique et ont introduit un bref délai entre les impulsions laser, créant une rotation plus lente et plus régulière qui a rendu les molécules plus coopératives – ce qu'ils appellent une 'spinnabilité' améliorée.

« Contrôler la rotation d'une molécule dissoute dans un fluide quelconque est un défi », a déclaré le Dr Valery Milner, professeur associé à l'UBC et auteur de l'article. « Imaginez faire une boule de neige : c'est très facile de la déplacer quand elle est petite, mais ça devient de plus en plus difficile à mesure que plus de neige s'y attache. » Heureusement, aucune neige n'a été blessée dans cette expérience – juste beaucoup de lasers et d'hélium liquide à proximité du zéro absolu.

Les travaux, publiés dans Physical Review Letters, permettent désormais aux chercheurs d'ajuster directement à la fois la direction et la vitesse de rotation d'une molécule, ouvrant une nouvelle fenêtre sur la façon dont les molécules interagissent avec leur environnement quantique. L'équipe prévoit de faire varier la fréquence de rotation pour trouver un point critique où la superfluidité s'effondre – car même la matière sans friction a ses limites. La recherche a été financée par le Conseil de recherches en sciences naturelles et en génie du Canada, la Fondation canadienne pour l'innovation et le Fonds de développement des connaissances de la Colombie-Britannique.