Hugo Marroux, chercheur au Laboratoire Interactions, Dynamiques et Lasers de l’institut IRAMIS du CEA (LIDYL) est bénéficiaire d'une ERC starting grant 2022 pour son projet SATTOC, « Solution ATTOsecond Chemistry ».
Dans ce projet, les recherches utiliseront les impulsions de lumière les plus brèves disponibles aujourd’hui : des impulsions de durée attoseconde.
Ces impulsions laser, pouvant atteindre la gamme des rayons x, permettent d'exciter les électrons des couches électronique internes des molécules, c'est à dire au plus proche des noyaux atomiques. Ces états excités de la matière sont très éphémères, car ils ne subsistent que pour quelques femtosecondes (10-15 s). Ils présentent cependant l'avantage d’être localisés et de permettre l'observation des molécules du point de vue d’un seul type d’atome. Hugo Marroux étudiera les transferts d'électrons propres à ces états de la matière, puis développera des protocoles laser pour les manipuler.
Pour cela Hugo Marroux s’appuiera sur l’expertise et l’infrastructure laser de pointe ATTOLab disponible au LIDYL, ouverte à l’ensemble de la communauté française grâce au PEPR Exploratoire LUMA – « Valoriser les interactions lumière-matière » que le CEA copilote avec le CNRS.
Les études proposées seront en mesure de mettre en évidence les processus de transfert d'électrons et d'énergie au sein des molécules en solution, après une excitation par des photons de haute énergie. Il est essentiel de comprendre ces mécanismes, pour, par exemple, mieux guider les protocoles de traitement du cancer par radiothérapie.
Après avoir réalisé une thèse à l’Université de Bristol sur les dynamiques ultra rapides dans les molécules, Hugo Marroux a ensuite effectué un post-doctorat de deux ans à l’Université de Californie à Berkeley, où il s’est spécialisé en physico-chimie attoseconde (De l’ordre de 10-18 secondes). Il a ensuite effectué un second post-doctorat à l’EPFL à Lausanne où il a étudié les dynamiques chimiques de molécules entourées de solvant, par spectroscopie d'ultraviolet extrême (rayonnement avec une longueur d'onde de l'ordre de la dizaine de nanomètres). Il a rejoint le groupe de physique attoseconde du LIDYL en 2021.