Une équipe de recherche internationale dirigée par l'Université de Rostock et Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) a réussi à observer et à caractériser la structure du carbone liquide, une découverte révolutionnaire. Cette réalisation, rendue possible grâce à une collaboration avec le Science and Technology Facilities Council (STFC) et le European X-ray Free Electron Laser (XFEL), ouvre de nouvelles perspectives pour la compréhension des intérieurs planétaires et pour l'avancement des technologies de fusion nucléaire. Les résultats ont été publiés dans 'Nature' le 21 mai 2025.
Le carbone liquide, une substance présente à l'intérieur des planètes, recèle un immense potentiel pour les technologies futures. L'expérience, menée à l'European XFEL près de Hambourg, en Allemagne, a utilisé le laser DiPOLE 100-X (D100-X) construit au Royaume-Uni pour liquéfier des échantillons de carbone solide pendant seulement quelques milliardièmes de seconde. Simultanément, le faisceau de rayons X a capturé des figures de diffraction, révélant l'arrangement atomique au sein du carbone liquide.
"C'est la première fois que nous avons pu observer expérimentalement la structure du carbone liquide", a déclaré le professeur Dominik Kraus, chef du groupe de travail sur le carbone de l'Université de Rostock et du HZDR. Les mesures ont révélé que le carbone liquide, avec quatre voisins les plus proches, présente des similitudes structurelles avec le diamant solide. Cette connaissance précise est essentielle pour une modélisation planétaire précise et pour le développement de concepts de production d'énergie par fusion nucléaire.
La technologie laser DiPOLE 100 du STFC, qui sera bientôt disponible au Centre d'application de la photonique extrême (EPAC) au Royaume-Uni, promet de révolutionner la recherche future. Selon le professeur John Collier, directeur du STFC CLF, le système D100-X représente des années d'expertise britannique, permettant des mesures autrefois jugées impossibles. Cette percée ouvre la voie à des expériences plus rapides et plus efficaces, susceptibles de révéler d'autres secrets des états extrêmes de la matière.