Quand le « trop petit » devient mesurable
Imagine une cellule sanguine rouge que l’on soulève d’un nanomètre. L’énergie nécessaire est infime. Pourtant, des chercheurs finlandais viennent de la mesurer.
L’équipe de l’université Aalto, en partenariat avec la société IQM, a détecté une énergie de 0,83 zeptojoule. Pour se représenter cette grandeur, il faut penser à un grain de sable comparé à toutes les plages du monde. La plupart d’entre nous ne s’en font jamais une idée précise. Ce n’est pas grave.
Une astuce simple et puissante
Comment capter une quantité d’énergie aussi minuscule ? On ne peut pas pointer un appareil et lire le résultat. Il faut un outil fait pour ça.
Les scientifiques ont construit un calorimètre, un dispositif qui repère les moindres variations de chaleur. Ils l’ont fabriqué avec deux matériaux différents. L’un est supraconducteur : il conduit le courant sans résistance quand il est très froid. L’autre est un conducteur ordinaire. Au millikelvin, près du zéro absolu, le supraconducteur devient fragile. Toute chaleur supplémentaire le perturbe. Juste ces perturbations, mesurées avec précision, ont permis de détecter l’énergie.
À quoi cela sert-il aujourd’hui
Ce capteur ultra-sensible ouvre trois portes.
- On pourra bientôt compter les photons un par un. Ce but poursuivi depuis longtemps est enfin à portée de main.
- On pourra chercher la matière noire. Les particules candidates, les axions, sont invisibles. Un détecteur de ce type pourrait les voir passer.
- On pourra lire les qubits des ordinateurs quantiques sans les perturber. Ces machines fonctionnent déjà à très basse température. Le nouveau capteur y travaille aussi, donc il est compatible.
Une avancée discrète mais utile
Ce travail ne promet pas de remède miracle ni de nouvelle planète. Il représente une amélioration technique, réalisée pas à pas. Les chercheurs ont consacré de longues heures à la perfection d’un instrument.
De telles avancées s’accumulent. Elles forment le socle des découvertes futures. Aujourd’hui, un calorimètre plus fin. Demain, peut-être, une meilleure compréhension de la matière noire ou des ordinateurs quantiques vraiment utiles.
Le projet a été dirigé par le professeur Mikko Möttönen à Aalto University. Il paraît dans Nature Electronics et bénéficie du soutien de Future Makers. Il montre que la science avance souvent dans le silence, par des collaborations entre équipes qui repoussent ensemble les limites de ce que nous pouvons mesurer.