L’or avait encore un secret bien gardé.
Un des derniers secrets du roi des métaux n’a pas été facile à percer puisqu’il a fallu le mettre dans une presse titanesque et l’écraser… jusqu’à ce qu’il subisse 10 millions de fois la pression de notre atmosphère.
Un effort qui a porté ses fruits puisque sous cette pression, l’or a changé de visage et va nous permettre d’en savoir plus sur les milieux à hautes pressions dans l’Univers !
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Un or malmené comme jamais dans un temple de la haute pression
L’expérience a été menée à Lawrence Livermore National Laboratory, aux États-Unis, avec l’aide du National Ignition Facility (NIF). Ce centre utilise des impulsions laser ultra-courtes, capables de comprimer un matériau en un clin d’œil.
L’idée de l’expérience était initialement de reproduire ce qui se passe au cœur de Jupiter, de Saturne, ou dans les futurs réacteurs à fusion comme ITER.
Pour ça, quoi de mieux qu’un métal dense, stable, pur, et très bien connu : l’or.
À quoi ressemblent les atomes d’or quand on les pousse à bout ?
Sous conditions normales, les atomes d’or sont bien rangés. Ils adoptent une structure en cube à faces centrées (FCC), comme des billes parfaitement calées dans une boîte à œufs 3D.
Mais à plus d’un térapascal (10 millions de fois la pression terrestre), l’expérience a montré un comportement totalement inattendu : les atomes ont commencé à changer d’organisation, comme s’ils ne savaient plus dans quelle position dormir.
Une partie de l’or est restée fidèle à sa structure FCC… mais une autre a basculé vers une nouvelle forme, plus compacte : BCC, avec un atome au centre du cube.
Deux structures qui coexistent en même temps dans un même matériau, c’est un peu comme si une partie de vos glaçons fondait pendant que l’autre restait gelée.
Un entre-deux instable, qui ouvre une porte sur les coulisses de la matière.
Et tout ça, pris en photo à l’échelle des atomes
Pour capturer cet instant magique, les chercheurs ont utilisé la diffraction de rayons X ultrarapides. Une sorte de caméra à rayons laser, capable de filmer ce qui se passe à l’intérieur des atomes pendant que la pression grimpe.
La transition de phase a ainsi été observée pour la première fois en direct. Plus de doute sur ce que devient l’or quand on l’écrase à ces niveaux.
Et à quoi ça sert vraiment ? À comprendre les géants… et peut-être à les imiter
Au cœur de Jupiter ou de Saturne, la matière est soumise à des pressions et des températures bien plus extrêmes que sur Terre. Impossible d’y aller, bien sûr. Mais grâce à des expériences comme celle-ci, on peut simuler ce qui s’y passe.
Même chose pour la fusion nucléaire, qui repose sur des équilibres délicats entre pression, température et structure atomique.
Si on parvient à mieux comprendre comment les matériaux réagissent à ces conditions, on accélèrera la route vers des réacteurs du futur.
Source :
Body-Centered-Cubic Phase Transformation in Gold at TPa Pressures (en français : « Transformation de phase cubique centrée (BCC) de l’or à des pressions en térapascals »)
Amy L. Coleman, Saransh Singh, Tom E. Lockard, Ian K. Ocampo, Amy E. Lazicki, Martin G. Gorman, Stefano Racioppi, Andrew G. Krygier, Christopher E. Wehrenberg et al.
Physical Review Letters 135, 186101 publié le 27 octobre 2025
DOI : https://doi.org/10.1103/yzzv-2w81
Image : Illustration artistique de l’or comprimé à des pressions ultra-élevées par des impulsions laser au National Ignition Facility. Des rayons X se diffusent à partir de l’échantillon, produisant des figures de diffraction qui révèlent la façon dont sa structure atomique évolue sous une compression extrême.
(Image : Jacob Long / LLNL)
