Nanocar Race. Un grand Prix de F1 à l’échelle nanométrique !

Monsieur Tompkins, vous connaissez ? C’est ce modeste employé de banque qui décide un peu par hasard d’assister à une conférence intitulée La théorie de la relativité selon Einstein. Dès lors, la vie de ce petit homme doux, à l’attention vacillante et à l’imagination enflammée va basculer, embarqué qu’il est dans l’aventure de la physique moderne au travers de ses rêves. Cette histoire, plus qu’extraordinaire, a été imaginée dans les années cinquante par George Gamow, l’un des pères de la théorie du big bang, et reste aujourd’hui encore l’un des plus beaux exemples de vulgarisation scientifique qui a fait rêver plusieurs générations d’un large public, parmi lesquels beaucoup de physiciens.

 

L’expérience qui va se dérouler les 28 et 29 avril prochain à Toulouse, au sein du Centre d’Elaboration de Matériaux et d’Etudes Structurales (CEMES) du CNRS, est, par bien des côtés, tout aussi extraordinaire, d’autant plus qu’à la différence de celle vécue par Monsieur Tompkins, la Nanocar Race, 1ère course internationale de molécules-voitures, sera bien réelle et pourra être suivie en direct via You Tube (https://www.youtube.com/watch?v=fKiyj1TpSeU). Imaginez un grand prix de F1 dont la piste du circuit n’est pas revêtu d’asphalte sur plusieurs kilomètres, mais est en or … oui, en or, sa taille étant 50 000 fois plus fine que l’épaisseur d’un trait d’un stylo bille ! Etonnant, non ? Tout aussi hallucinants sont les véhicules qui participeront à cette course unique en son genre. Ces nano-voitures résultent en effet de synthèses chimiques complexes qui ont demandé de nombreux mois d’efforts. Leur maîtrise sur la piste relève aussi du défi permanent. Tout comme en F1, des essais qualificatifs permettront à quatre équipes, sur les six présélectionnées (1), de s’affronter durant les 36 heures que doit durer cette première édition de la Nanocar Race.

 

Clou de ce dispositif, le LT-Nanoprobe, un microscope STM (Scanning Tunnelling Microscope) construit par Scienta Omicron pour le compte du CEMES et financé par la région Occitanie et le Fonds Européen de Développement Régional (FEDER). Inventé en 1981 par Gerd Binnig et Heinrich Rohrer, deux chercheurs d’IBM récompensées par le prix Nobel de physique en 1986, ce type de microscope utilise un phénomène particulier, l’effet tunnel, grâce auquel il est possible de mesurer très précisément la distance entre une pointe métallique ultra fine et une surface grâce à un courant électrique. Particularité du LT-Nanoprobe, il est à ce jour le seul au monde à être équipé de quatre pointes capables de balayer la même surface indépendamment, en parallèle, à basse température et en ultravide. Quatre pointes qui vont permettre ainsi, non seulement de fournir à chacune des quatre nano-voitures l’énergie nécessaire pour avancer, mais aussi de visualiser quatre portions de la course, les images produites ayant une résolution de deux picomètres, soit deux milliardièmes de millimètre !

 

Durant 36 heures, quatre équipes vont donc s’affronter via leurs véhicules nanométriques sur un circuit en or tout aussi petit et par une température de … -269°C ! Nul doute que George Gamow et son désormais célébrissime Monsieur Tompkins auraient apprécié de pouvoir y assister. Alors ne vous en privez pas, filez sur You Tube dès vendredi 28 avril. Le départ est fixé à 10 H 45. Christian Joachim, directeur de recherche au CNRS et initiateur et directeur de la course, et Jean-Pierre Launey, Professeur à l’Université Toulouse III-Paul Sabatier et commissaire de piste, vous y attendent en compagnie des représentants des quatre équipes concurrentes.■