Sous une banlieue de Hambourg en Allemagne, un accélérateur de particules souterrain propulse des électrons à une vitesse proche de la lumière à travers un parcours d'aimants en slalom. En parcourant les méandres, les électrons émettent des éclats de rayonnement qui produisent l’un des faisceaux laser à rayons X les plus puissants au monde.
Cette machine prisée, l'installation européenne de laser à électrons libres à rayons X (XFEL), a aidé les chercheurs à réaliser des films ultrarapides de réactions chimiques et à cartographier les structures atomiques des virus. Aujourd’hui, ils l’utilisent pour percer les secrets d’un processus apparemment simple qui tourmente les scientifiques depuis des décennies : la façon dont l’eau et d’autres liquides gèlent.
Depuis 150 ans, les théoriciens tentent d’expliquer le processus qui transforme les liquides purs en solides. Mais leurs modèles sur la rapidité avec laquelle cela se produit sont souvent extrêmement inexacts par rapport aux expériences : les résultats peuvent être erronés jusqu'à 20 ordres de grandeur.
Les nuages artificiellement modifiés peuvent-ils sauver la Grande Barrière de Corail ?
Il est difficile de résoudre ce problème, explique le théoricien Michele Parrinello de l’Université de Suisse italienne à Lugano, en Suisse. « Les expériences sont très difficiles », dit-il. "Et la théorie est difficile, et les simulations informatiques le sont également." De minuscules erreurs dans la modélisation ou dans les expériences peuvent entraîner d’énormes changements dans les résultats.
Le mystère derrière la congélation des liquides, y compris des métaux en fusion, n’est pas qu’un casse-tête ésotérique. Des informations plus précises sur le gel aideraient à comprendre comment la glace se développe dans les nuages haut dans l’atmosphère terrestre et, en retour, amélioreraient les modèles utilisés pour pr...
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