Physique

Alain Aspect : "La seconde révolution quantique conduira à des applications inédites"

Le physicien Alain Aspect a reçu le 4 octobre 2022 le prix Nobel de physique. Fondée sur la dualité entre ondes et particules, la première révolution quantique a permis l'invention de technologies aussi importantes que le transistor ou le laser. Aujourd'hui, l'exploitation d'autres propriétés, telles que l'intrication quantique, expérimentée avec succès par le français et ses co-lauréats du Nobel, l'Américain John Clauser et l'Autrichien Anton Zeilinger, ouvre la voie à de nouvelles réalisations dans le domaine de la simulation, pour la sécurité des communications ou des mesures de haute précision. Nous republions ici un entretien que le lauréat nous avait donné en 2019 dans un dossier consacré à cette seconde révolution.

Simulations numériques : entre théorie et monde réel

Quand l'expérience fait défaut ou lorsque les équations ne peuvent pas être résolues analytiquement, chercheurs et ingénieurs ont recours à un substitut du réel : les simulations numériques. D'une efficacité incomparable — portée par les capacités de calcul d'ordinateurs de plus en plus puissants —, ces simulations sont un élément essentiel de la recherche scientifique dans de très nombreux domaines. Mais elles ont également leurs limites, dont il faut être conscient.

Les multiples nuances du courant réaliste

La démarche scientifique donne-t-elle une description correcte de notre monde ? Depuis l'Antiquité, les philosophes s'interrogent. Aujourd'hui, un courant majoritaire estime que la science apporte bien des théories conformes à la réalité. Mais ce réalisme comporte diverses approches.

Décrire le monde grâce à la mécanique quantique

Qu'est-ce qu'un électron ? Une onde, un corpuscule, une combinaison des deux en même temps ? La mécanique quantique orthodoxe ne le stipule pas. Des façons de la compléter ont été proposées. Le problème est que ces complétions fournissent plusieurs manières de décrire l'électron. Or la nature est unique, de sorte qu'il ne devrait exister qu'une seule description du réel en mécanique quantique. Un défi pour les physiciens.

Les liquides actifs : du chaos à l'ordre

Des viaducs antiques à la circulation sanguine, nous devons appliquer de la pression sur les liquides pour les transporter. Est-il possible d'en créer qui seraient capables de s'écouler spontanément sans avoir à les mettre sous pression, de créer des liquides animés de l'intérieur ? Répondre à cette question est un objectif central des physiciens qui travaillent sur la matière active, un domaine de recherche en pleine expansion, né il y a une quinzaine d'années. L'émergence de mouvement collectif à partir d'entités motiles indépendantes est la clé de cette nouvelle physique. En ligne de mire, des matériaux nouveaux aux propriétés inédites.

Lumière et matière : la stratégie quantique française

Les technologies quantiques sont au cœur des stratégies d’investissement d’avenir de nombreux pays dans le monde. L’Europe et la France s’organisent afin de profiter des recherches porteuses. Neil Abroug, coordinateur de la stratégie quantique nationale, analyse pour nous les axes clés de cette stratégie. Vous pourrez retrouver dans le gros dossier de La Recherche, actuellement en kiosque, intitulé « Lumière et matière » toute l’actualité de ces technologies prometteuses, liées aux propriétés du monde quantique, qui restent intrigantes.

L’énergie solaire photovoltaïque à l’honneur au Collège de France

Ce jeudi 20 janvier 2022, le physico-chimiste Daniel Lincot donne la leçon inaugurale de la chaire annuelle « Innovation technologique Liliane Bettencourt » du Collège de France. Pionnier de l’énergie solaire photovoltaïque en France, il nous avait accordé, l’année dernière, un grand entretien sur sa carrière et sur l’évolution de la recherche dans le domaine, aujourd’hui portée par l’émergence ultra-rapide d’une technologie fondée sur un matériau surdoué, la pérovskite. Il nous avait aussi raconté, il y a quelques années, les recherches menées dans son laboratoire sur une technologie de cellules photovoltaïques aujourd'hui arrivée à maturité industrielle et commerciale : les couches minces.

« Soulages compose avec la réflexion et l'absorption »

Qu'il s'agisse de ses grandes toiles noires dont les surfaces sont savamment travaillées – les fameux Outrenoirs – ou des vitraux de l'abbatiale de Conques, dans le sud de la France, les oeuvres de Pierre Soulages modèlent de façon complexe la lumière dans l'espace et nous la rendent plus présente, nous explique Joël Chevrier, physicien à l'université Grenoble Alpes et grand amateur de l'artiste, dans le dossier "Lumière et matière, l'union radieuse" du dernier trimestriel La Recherche. Un article que nous vous proposons de découvrir en accès libre, alors que Pierre Soulages vient de fêter ses 102 ans.

La topologie guide la lumière

Réputées plus économes et plus rapides, les puces utilisant la lumière au lieu de l'électricité – les puces photoniques – pourraient équiper les calculateurs du futur. Or les photons se manipulent plus difficilement que les électrons. Une stratégie prometteuse consiste à recourir à des propriétés d'une discipline appelée « topologie », qui étudie les formes afin de concevoir des circuits structurés avec une certaine symétrie ; celle-ci permettrait d'améliorer l'efficacité du transport photonique, notamment dans les virages, alors que la lumière se déplace de façon privilégiée en ligne droite.