Le prix Nobel de physique a été attribué ce mardi 4 octobre à trois chercheurs : David Thouless, Duncan Haldane et Michael Kosterlitz pour leurs travaux sur les transitions de phases topologiques de la matière. En physique quantique, il s’agit de recherches sur des matériaux qui ont des propriétés intéressantes dans certaines conditions. Explication.
Il existe plusieurs états de la matière. L’eau par exemple (H2O) a toujours la même composition, pourtant en dessous de 0 degré, c’est de la glace, entre 0 et 100 degrés, c’est du liquide, et à plus de 100 degrés, c’est un gaz, ce qu’on appelle la vapeur d’eau. Mais c’est toujours de l’eau – toujours H2O – qui a des propriétés différentes en fonction de la température.
Quand l’eau passe, par exemple, de la glace au liquide, on appelle ça une transition de phases. Les trois Nobels du jour ont donc travaillé sur ces transitions, mais dans des conditions extrêmes : par exemple, quand la température est proche du 0 absolu, à moins 273 degrés. Là, on s’apperçoit que les matériaux possèdent des propriétés surprenantes : certains peuvent par exemple devenir supraconducteurs, c’est-à-dire qu’ils conduisent l’électricité sans aucune résistance et donc ne chauffent pas.
Ces recherches ont donc des applications très concrètes : avec un tel matériau, on peut miniaturiser l’électronique encore plus qu’aujourd’hui. Cela donne des ordinateurs beaucoup plus puissants.
Et ce n’est qu’un exemple car les travaux des trois lauréats sont également très intéressants en recherche fondamentale. Des transitions de phases ont pu avoir lieu au tout début de l’univers et produire des choses que l’on n’explique pas encore complètement. Beaucoup d’astrophysiciens travaillent actuellement dans ce domaine.
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