Enlevez la croûte terrestre et vous verrez le manteau de la Terre. Celui-ci apparaîtrait vert depuis l'espace car il est largement constitué d'une roche appelée péridotite et qui est de cette couleur. On peut voir sur l'image ci-dessus une enclave de péridotite de type lherzolite à spinelle, dans une bombe basaltique. La présence de spinelle indique une profondeur d'origine d'environ 30 à 70 km ; c'est donc le magma qui, en remontant, a emporté un fragment du manteau en surface. La kryptonite proviendrait certainement de l'équivalent du manteau de krypton. © ENS Lyon

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Deux chimistes veulent créer la kryptonite de Superman

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Les théoriciens sont souvent des amateurs de BD de super-héros. Pour preuve, deux chimistes polonais viennent d'évoquer la kryptonite de Superman dans leur prédiction avec le krypton. Ce gaz noble est chimiquement inerte dans des conditions normales mais il se combinerait avec de l'oxygène pour former un cristal, un kryptoxyde, sous une pression de plus de 300 millions d'atmosphères, selon les calculs des deux chercheurs.

Deux chimistes polonais viennent de publier dans Scientific Reports un article qui aurait sans doute retenu l'attention de Percy Williams Bridgman (1882-1961), l'un des pionniers de la physique des hautes pressions. En effet, en mettant au point une technique permettant de soumettre des échantillons de matière à des pressions dépassant 100.000 atmosphères, ce physicien a fait des découvertes qui lui ont valu le prix Nobel de physique en 1946. On peut citer par exemple parmi elles celle de l'existence de nouvelles phases de la glace.

On lui doit surtout l'idée des cellules à enclumes, qui ont permis de faire des expériences concernant l'état des roches à l'intérieur de la Terre ou de la matière dans le cœur des planètes géantes comme Jupiter. Les cellules à enclumes de Bridgman étaient initialement composées de carbure de tungstène. Elles ont pavé la voie aux cellules à enclumes de diamant, que l'on utilise aujourd'hui de façon routinière pour les expériences de physique à haute pression.

Le prix Nobel de physique 1946 Percy Williams Bridgman (1882-1961) a ouvert la voie à l'étude de la matière à haute pression à l'intérieur des planètes. Il a eu comme étudiants Robert Oppenheimer, le grand géophysicien Francis Birch et le futur prix Nobel de physique John Hasbrouck van Vleck. On le considère comme l'un des théoriciens les plus influents de l'opérationnalisme en épistémologie. © Fondation Nobel

D'après les deux chercheurs polonais, qui sont des théoriciens de la chimie, ces cellules à enclumes de diamant devraient leur permettre de vérifier l'existence d'un nouveau cristal à base d'un gaz rare, le krypton. Les deux hommes sont bien de leur époque et confirment l'enthousiasme de nombreux théoriciens (qu'ils soient chimistes ou physiciens) pour les super-héros - voir à ce propos la série télévisée The Big Bang Theory -, les deux hommes se sont amusés à présenter leur travail en faisant référence à la kryptonite de Superman.

La raison en est simple : ils prédisent la formation d'un cristal formé d'oxyde de krypton dans des conditions de pression suffisamment élevées. Une telle affirmation passera probablement pour hérétique chez les chimistes débutants. On leur apprend en effet que la structure électronique des atomes des gaz nobles comme l'hélium, l'argon ou le krypton - structure qui explique leur capacité à former des liaisons chimiques - ne devrait exister qu'à l'état d'atome. C'est en effet ce que les observations ont longtemps semblé prouver.

Un cristal de krypton sous plus de 300 millions d'atmosphères

Cependant, dès 1933, le célèbre Linus Pauling avait prédit que des composés moléculaires devaient tout de même exister avec les gaz nobles les plus lourds dans des combinaisons avec le fluor et l'oxygène. Il avait ainsi prédit l'existence de l'hexafluorure de xénon XeF6 et de l'hexafluorure de krypton KrF6. Les expériences lui ont donné raison et en 1962 des cristaux d'hexafluoroplatinate de xénon ont démontré pour la première fois que le krypton n'était pas totalement inerte du point de vue chimique. Des combinaisons de carbone, hydrogène et krypton sous forme de molécules ont aussi été trouvées par la suite. Toutefois, en ce qui concerne des composés macroscopiques sous forme de solides cristallisés avec le krypton, c'était une autre affaire.

Des simulations numériques complexes ont pourtant été menées sur ordinateur. Elles utilisaient une méthode avancée en physique de la matière condensée basée sur la mécanique quantique et ont montré que du monoxyde de krypton (qu'il serait plus juste d'appeler du kryptoxyde) devrait pouvoir exister sous forme cristalline en utilisant des pressions entre 300 et 500 millions d'atmosphères. Comme la planète Krypton de Superman est censée être une superterre bien plus massive que notre planète, on peut penser que ce cristal pourrait peut-être se former dans son intérieur.

En tout état de cause, la théorie indique que ce monoxyde de krypton devrait se comporter comme un semi-conducteur et être de couleur noire. Il ne s'agirait donc pas vraiment de la kryptonite de Superman, bien que cette dernière est censée pouvoir exister sous différentes couleurs. Cela serait toutefois un joli clin d'œil au monde des super-héros.

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