En automne tombent les feuilles et les prix Nobel. Ces prestigieuses récompenses délivrées chaque année par l’académie de Suède viennent récompenser ceux qui ont apporté «le plus grand bénéfice à l’humanité», par leurs inventions, découvertes et améliorations dans différents domaines de la connaissance.

Cette année, le prix Nobel de médecine vient récompenser les travaux de la Hongroise Katalin Kariko et l’Américain Drew Weissman, dont les travaux ont rendu possibles les vaccins à ARN messager (ARNm). L’ARNm est une copie de l’ADN qui est lue par la cellule pour être traduite en protéines. Dès les années 1980, certains chercheurs ont vu là un moyen puissant de fabriquer des vaccins. Il suffirait d’injecter au corps humain un ARNm codant pour un antigène, les protéines caractéristiques qui sont présentes à la surface des pathogènes comme les virus ou les bactéries, afin d’être directement reconnu par le système immunitaire. Malheureusement, cette technique a longtemps échoué car les globules blancs considèrent cet ARNm comme étranger, donc dangereux, et le détruisent aussitôt. Le coup de génie a consisté à remplacer une des 4 molécules qui constituent l’ARNm, l’uracile, par de la pseudouridine. L’ARNm contient alors le même message, mais passe inaperçu, et nos cellules peuvent alors le traduire en protéine avant de le présenter au système immunitaire. Facile sur le papier, moins en réalité, et il a fallu toute la persévérance de Katalin Kariko, vice-présidente de BioNTech de 2013 à 2022, face à un monde scientifique qui jugeait ses travaux peu utiles.

Place maintenant au domaine de l’infiniment petit et l’infiniment rapide. Le prix Nobel de physique vient récompenser les travaux de la Franco-Suédoise Anne L’Huillier, le Français Pierre Agostini et l’Austro-Hongrois Ferenc Krausz pour avoir développé des impulsions extrêmement courtes de lumière qui peuvent être utilisées pour mesurer les déplacements des électrons. Observer les électrons est indispensable si l’on veut comprendre comment fonctionne la matière, mais leur rapidité est telle que cela n’est longtemps resté qu’un rêve. La solution est venue d’une propriété importante des électrons: le changement d’énergie. En effet, lorsqu’on apporte de l’énergie à des électrons, par exemple via un laser puissant, ces derniers s’excitent, puis se désexcitent instantanément en relarguant l’énergie sous forme d’onde lumineuse à très haute fréquence. En mesurant la fréquence de ces ondes, on serait alors capable de les suivre à la trace. Mais comment mesurer quelque chose d’aussi petit qu’une attoseconde, la plus petite unité de temps mesurable ? Car il y a autant d’attosecondes dans une seconde qu’il s’est écoulé de secondes depuis le commencement de l’Univers ! Deux chercheurs ont réussi à créer des flashs d’attosecondes dont ils connaissaient précisément la durée. À la manière d’un stroboscope en boîte de nuit, ils peuvent alors suivre le déplacement des électrons. Grâce à ces observations précises, les chercheurs mènent de nouvelles expériences, comme casser une liaison chimique ou en recréer une ailleurs.

Le prix Nobel de chimie, quant à lui, vient récompenser le Français Moungi Bawendi, l’Américain Louis Brus et le Russe Alexeï Ekimov, pour «la découverte et la synthèse de points quantiques». Selon les lois de la mécanique quantique, chaque particule est à la fois un corps, avec une taille et une masse, et une onde, avec une intensité et une fréquence. Et c’est cette fréquence qui détermine la couleur de la lumière émise par ces particules. En emprisonnant des électrons dans une cage de quelques milliers d’atomes, on peut alors jouer sur la couleur émise en modulant la taille de la cage. Plus la cage est étroite, plus la fréquence des électrons est élevée, et la lumière tirera vers le bleu. À l’inverse, desserrer la cage les fait émettre une lumière plus rouge, et ainsi de suite avec toutes les couleurs de l’arc-en-ciel. Cette technologie est déjà à l’œuvre dans les écrans QLED, et en imagerie biomédicale.