ENGINEERINGNET.BE - L’eau est essentielle. Sans elle, la vie sur Terre n’aurait jamais vu le jour, et encore moins perduré aujourd’hui, sans parler de son rôle dans l’environnement lui-même, les océans recouvrant plus de 70% de la planète.
Mais malgré son omniprésence, l’eau liquide présente des complexités électroniques qui ont longtemps rendu perplexes les scientifiques.
Même la théorie de la structure électronique la plus précise actuellement n’a pas permis d’améliorer les connaissances à ce sujet.
Dans une récente étude, des chercheurs à l’EPFL, ont réalisé des progrès majeurs. Leur étude porte sur la structure électronique de l’eau en utilisant des méthodes de calcul qui vont au-delà des approches actuelles les plus avancées.
Ces chercheurs ont étudié l’eau à l’aide d’une méthode basée sur la «théorie des perturbations à plusieurs corps». En termes simples, la théorie des perturbations à plusieurs corps permet de calculer et de prédire les propriétés d’un système à plusieurs particules en tenant compte de toutes les interactions complexes entre ses composants.
Les physiciens ont peaufiné la théorie avec des «corrections de vertex»: en résumé, les corrections de vertex permettent de prédire avec une plus grande précision les propriétés physiques d’un système à plusieurs particules.
La modélisation de l’eau liquide est en outre particulièrement difficile. En tenant compte de tous ces aspects, les chercheurs ont déterminé avec précision les propriétés électroniques de l’eau, notamment son potentiel d’ionisation, son affinité électronique et sa largeur de bande interdite.
Ces résultats sont essentiels pour comprendre l’interaction de l’eau avec la lumière et d’autres substances au niveau électronique.
Les développements théoriques appliqués par l’équipe de l’EPFL posent par ailleurs les bases d’une nouvelle norme universellement applicable pour obtenir des structures électroniques précises des matériaux. (Auteur: Nik Papageorgiou - Source: EPFL)
