Métaux vivants

L’Institut Max Planck pour la recherche sur les métaux & le Centre Européen de rayonnement Synchrotron (ESRF)

Grenoble, 22 avril 2005 – Utilisant les micro faisceaux des rayons-X Synchrotron, une équipe de recherche de l’Institut Max Planck pour la Recherche sur les métaux à Stuttgart et le ESRF ont été capables d’observer pour la première fois que la structure microscopique de matériaux cristallins fluctue avec le temps. Les résultats viennent de paraître dans Science Express sous le titre : Graduation dans le domaine du temps : Dynamique universelle de l’ordre des fluctuations dans Fe3Al.

L’équipe de recherche a examiné un alliage de métaux, composé de fer et d’aluminium. Lorsque la structure d’un tel matériau cristallin change après avoir été chauffé, les scientifiques peuvent l’observer par une expérience de diffraction. Une classe de pics d’interférence associés avec une structure à basse température disparaît, alors qu’une autre classe de pics de rayons-x, appartenant à la nouvelle structure peut émerger. A une température fixée, cependant, le schéma de diffraction des rayons-x a jusqu’ici, toujours été découvert comme étant statique selon la sagesse des manuels standard. La nouvelle observation est à présent, que ce schéma de diffraction des rayons-x montre des fluctuations dans le temps lorsque le rayon est centré sur une très petite taille de quelques micromètres. Ceci donne une preuve précise que les fluctuations structurelles temporelles sur une échelle atomique sont présentes dans le cristal. En utilisant un très petit faisceau, le nombre de fluctuations temporelles ‘’vues’’ par faisceau de rayon-x est si petit que ces fluctuations deviennent maintenant visibles comme des fluctuations de l’intensité des rayon-x.

Cette découverte aide à jeter la lumière sur un aspect très fondamental dans la théorie de la matière condensée, à savoir pour comprendre et prédire comment un matériau donné, réagit face à des perturbations externes comme les changements de températures, la pression, les champs magnétiques ou électriques. Des théoriciens de l’état solide ont prédit il y a longtemps, que la façon dont le matériau répond à ces changements de conditions externes est gouvernée par ces fluctuations temporelles dans le système. Pour l’alliage fer-aluminium qui a été étudié, ces résultats expérimentaux peuvent être utilisés comme un test de l’existence de lois indépendantes de la matière, universelles, dans la dynamique des fluctuations microscopiques.

Utilisant les microrayons-x Synchrotron, une équipe de recherche de l’Institut Max Planck pour la Recherche sur les métaux à Stuttgart et le ESRF ont été capable d’observer pour la première fois que la structure microscopique d’un matériau cristallin fluctue avec le temps. ( Image du Centre européen de radiation Synchrotron)

La figure montre schématiquement l’expérience. Un faisceau parallèle est concentré sur un endroit très fin de l’échantillon. A cause des fluctuations dans le matériau, l’intensité du faisceau rayon-x diffracté fluctue dans le temps. L’expérience a été menée sur la ligne faisceau ID22 de l’ESRF utilisant un faisceau concentré de 2x2 µm2 et essayant un échantillon d’un volume de 2x2x2 µm3. Cette expérience stimulante est devenue réalisable grâce au faisceau hautement stable de l’ESRF, au progrès dans la préparation d’un échantillon, qui a permis aux scientifiques d’obtenir un échantillon d’un très petit volume, et des conditions expérimentales contrôlées avec précision (température, pureté de l’échantillon)
Traduit de l’anglais :Living Metals

Reference : http://www.esrf.fr/NewsAndEvents/PressReleases/Living_metals/

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