Les scientifiques de la Dublin City University (DCU) estiment que notre planète a 4,5 milliards d’années et que les premiers signes de vie ici – créés par des organismes microscopiques – se trouvaient dans des roches anciennes, il y a 3,7 milliards d’années.

Le professeur Sean Jordan, de la DCU, a déclaré : « Le problème avec les estimations des premières formes de vie est que les caractéristiques créées par ces premiers organismes, qui ont laissé des empreintes physiques dans ces roches anciennes, pourraient, je pense, avoir été créées par un autre processus qui ne le fait pas. pas « . Cela n’implique aucune forme de vie.

Le Dr Jordan, dont les recherches viennent d’être publiées dans la revue scientifique, a ajouté : « Les recherches que nous menons à la DCU pourraient fournir une bien meilleure façon de répondre à cette question importante avec plus de certitude. » Communications Terre et Environnement.

La NASA prévoit une mission de retour d’échantillons sur Mars dans les années 2030.

Cela impliquera de renvoyer des échantillons de roches et de poussières sur Terre pour analyse. À ce stade, il sera crucial pour la science de disposer d’une méthode éprouvée et fiable pour identifier les premiers signes de vie dans les spécimens anciens.

Le Dr Jordan a déclaré : « Nous devons de toute urgence développer une méthode scientifique éprouvée pour identifier les premiers signes de vie dans les roches anciennes, et c’était l’objet de cette nouvelle recherche. » « Actuellement, lorsque nous observons de petites structures microscopiques dans des roches anciennes, nous ne pouvons pas être sûrs si elles ont été formées par des organismes vivants primitifs ou par un processus non vivant.

« Ce processus non vivant peut être le signe de structures chimiques qui conduisent à l’origine de la vie.

« Je développe des méthodes qui nous permettront d’étudier exactement cela. C’est important car cela permettra aux scientifiques d’identifier les premiers signes de vie sur Terre et peut-être sur d’autres planètes. »

Mars a déjà été décrite comme un désert aride, où les températures descendent jusqu’à -153°C en hiver et où l’atmosphère ne représente que 1 % de la densité terrestre, composée principalement de dioxyde de carbone.

Au cours du premier milliard d’années, les océans et les mers étaient protégés par une épaisse couche d’air.

Cependant, son champ magnétique s’est fermé, permettant au vent solaire d’emporter l’atmosphère et l’eau et de disparaître dans l’espace.

L’interaction de matériaux solides avec des impulsions laser très courtes et de haute intensité a permis des avancées technologiques majeures au cours du dernier demi-siècle. D’une part, l’ablation laser de matériaux solides permet une fabrication précise et une miniaturisation d’éléments dans des dispositifs médicaux ou de communication. D’un autre côté, les faisceaux d’ions accélérés provenant de matériaux solides utilisant des lasers intenses pourraient ouvrir la voie à de nouvelles opportunités de traitement du cancer grâce à la protonthérapie laser, à la recherche sur l’énergie de fusion et à l’analyse du patrimoine culturel.

Cependant, il reste encore des défis à relever pour pousser les performances d’ablation laser à l’échelle nanométrique et parvenir à une accélération ionique pilotée par laser dans l’industrie et à des fins médicales.

Lors de l’interaction d’une impulsion laser ultracourte avec une cible solide, cette dernière évolue vers un état ionisé ou plasma dans un laps de temps très court (moins d’une picoseconde). [ps]), où se produisent de nombreux processus physiques complexes et couplés, alors que l’interaction entre eux n’est pas encore entièrement comprise.

En raison du développement de la cible ultrarapide, l’étape initiale de la réaction, c’est-à-dire la formation du plasma, est difficile à atteindre expérimentalement. Par conséquent, cette transition ultrarapide du solide au plasma, qui définit les conditions initiales des processus ultérieurs tels que l’ablation ou l’accélération des particules, a jusqu’à présent été abordée par des hypothèses approximatives dans la plupart des modèles numériques décrivant une telle interaction.

En neuf papier Publié dans Lumière : science et applications, une équipe internationale de scientifiques, dont Yasmina Azzammoum et Malti C. Kaluza de l’Institut Helmholtz de Jena et de l’Université Friedrich Schiller de Jena, Allemagne, Stefan Skupin de l’Institut Lumière-Matier, France, et Guillaume Duchateau de la Commission de l’énergie. atomique (CEA-Cesta), France et ses co-auteurs ont franchi une étape importante en élucidant la transformation ultrarapide induite par laser du solide au plasma et en fournissant une compréhension approfondie de l’interaction des processus sous-jacents.

Il offre une technologie avancée d’inspection optique mono-coup qui permet une vue complète de la dynamique de la cible, depuis les solides froids passant par la phase d’ionisation jusqu’aux plasmas extrêmement denses. Ceci est réalisé en utilisant une impulsion de sonde laser avec un spectre optique à large bande qui éclaire l’interaction de l’impulsion de pompe avec des flocons de carbone de type diamant d’une épaisseur nanométrique. Différentes couleurs de l’impulsion de la sonde arrivent à différents moments d’interaction en raison du gazouillis temporel.

Par conséquent, l’évolution de l’état cible codé dans la lumière de sonde transmise peut être capturée avec une seule impulsion de sonde. Cette technique d’inspection ponctuelle est avantageuse par rapport aux méthodes pompe-sonde traditionnelles, où le processus étudié doit être reproduit à l’identique par la pompe pour chaque délai de sonde. Ceci est particulièrement important lors de l’utilisation de systèmes laser haute puissance, qui souffrent souvent de fortes fluctuations entre les impulsions.

En outre, les scientifiques ont démontré que pour l’interprétation correcte des profils de transport de sonde mesurés, une description précise de la transition précoce solide-plasma est cruciale. Un modèle de réaction en deux étapes est développé, la première étape considérant la dynamique d’ionisation de la cible à l’état solide et la deuxième étape considérant la cible à l’état plasma.

Une évolution détaillée de l’état cible à haute résolution temporelle et spatiale (respectivement sub-ps et nm) est fournie, ainsi qu’un aperçu sans précédent de l’interaction entre les processus fondamentaux tels que la dynamique d’ionisation, les collisions de particules et l’expansion hydrodynamique du plasma.

Les résultats et l’interprétation de cette nouvelle technique de criblage devraient contribuer à une compréhension plus approfondie de la dynamique des différentes cibles et à une meilleure compréhension des processus physiques sous-jacents. Ces avancées contribueront probablement à aller au-delà des méthodes traditionnelles de traitement des matériaux par laser ultrarapide et à rendre les technologies ioniques accélérées par laser utilisables dans des applications sociétales.