Publié le 27 septembre 2025 21h47. Des chercheurs ont réalisé des simulations théoriques d’une précision inégalée sur le radical hydroxyle (OH), une molécule clé dans la chimie atmosphérique et l’astrophysique, permettant de mieux comprendre les interactions fondamentales entre les atomes et les champs magnétiques.
- Une équipe internationale a effectué les calculs théoriques les plus précis à ce jour de la structure hyperfine magnétique du radical hydroxyle et de ses isotopes.
- Ces travaux utilisent une méthode de cluster couplé relativiste sophistiquée, tenant compte des interactions complexes entre les électrons et les noyaux.
- Les résultats obtenus valident les mesures spectroscopiques existantes et ouvrent la voie à une analyse plus fine des spectres moléculaires dans divers environnements.
La compréhension des interactions subtiles entre les noyaux atomiques et les champs magnétiques est essentielle pour interpréter les observations astronomiques et affiner les modèles chimiques. Le radical hydroxyle (OH), en particulier, joue un rôle crucial dans de nombreux processus chimiques, tant sur Terre que dans l’espace. Une connaissance précise de sa structure hyperfine magnétique est donc primordiale.
Dirigés par DP Usov, Ys Kozhedub et AV Stolyarov, avec la contribution de LV Skripnikov, VM Shabaev et II Tupitsyn, les chercheurs ont mis en œuvre une méthode de cluster couplé relativiste à quatre composants, intégrant des triples excitations. Cette approche quantique de haute précision permet d’étudier comment les propriétés magnétiques du radical hydroxyle varient en fonction de la distance entre les atomes d’oxygène et d’hydrogène. Les calculs prennent en compte les interactions entre les noyaux d’oxygène et d’hydrogène, offrant une analyse exhaustive des interactions nucléaires au sein de la molécule.
Les résultats de ces simulations correspondent remarquablement aux mesures spectroscopiques existantes et étendent la portée des analyses à des niveaux d’énergie plus élevés. En d’autres termes, les scientifiques peuvent désormais modéliser avec plus de précision les niveaux de vibration du radical hydroxyle, même dans des conditions énergétiques complexes. Cette avancée est particulièrement importante pour l’étude des processus atmosphériques et astrophysiques où le radical hydroxyle est présent dans des états excités.
La précision des calculs a été validée en comparant les résultats obtenus avec des données semi-empiriques issues de spectroscopie à haute résolution. L’équipe a également calculé la structure hyperfine d’un état électronique excité, élargissant ainsi le champ d’investigation au-delà de l’état fondamental de la molécule. Ces travaux contribuent à une meilleure compréhension du rôle du radical hydroxyle dans la chimie atmosphérique, notamment dans la dégradation des polluants, et dans les processus chimiques qui se déroulent dans l’espace.
👉 Pour en savoir plus
🗞Un traitement relativiste à cluster couplé de la structure hyperfine magnétique des états et des isotopologues OH
🧠 Arxiv: https://arxiv.org/abs/2509.20522