Des scientifiques ont créé un cristal aux propriétés impossibles

Sympa

Découvrez l'incroyable science derrière les minuscules cristaux qui pourraient tout changer, de l'alimentation de la planète à la révolution de la technologie. Explorez comment les cristaux lunaires et les percées quantiques pourraient façonner notre avenir.  Animation créée par Sympa. ---------------------------------------------------------------------------------------- Musique par Epidemic Sound https://www.epidemicsound.com   Pour ne rien perdre de Sympa, abonnez-vous!: https://goo.gl/6E4Xna​ ---------------------------------------------------------------------------------------- Nos réseaux sociaux : Facebook: https://www.facebook.com/sympasympacom/ Instagram: https://www.instagram.com/sympa.officiel/  Stock de fichiers (photos, vidéos et autres): https://www.depositphotos.com https://www.shutterstock.com https://www.eastnews.ru ----------------------------------------------------------------------------------------  Si tu en veux encore plus, fais un tour ici:  http://sympa-sympa.com

Transcript

00:01In a piece of diamond more small than your finger, scientists came to discover something

00:06that should not exist. Not only a new material, but a new phase of the material. And that

00:12breaks the rules of the time. The biggest problem is that no one still understands

00:18how it works, even not those who created it. So let's try and try to understand it.

00:25L'histoire a commencé il y a plus d'une décennie. Les scientifiques ont créé le premier cristal

00:30temporel. Cela ressemble à un composant mystérieux pour une machine à voyager dans le temps, mais

00:35c'est quelque chose de plus étrange. Prenez un cristal ordinaire et examinez-le au microscope.

00:41Comme tout ce qui nous entoure, il est constitué de molécules et d'atomes. Ce qui rend les

00:45cristaux spéciaux, c'est que leurs atomes sont disposés selon un motif répétitif. Un cristal

00:51de sel, par exemple. Si nous l'observons attentivement, nous verrons un motif répétitif

00:55à l'intérieur. Et ce motif est le même partout, peu importe la taille ou la forme

01:00du morceau de sel. Dans l'ensemble du cristal, il est inchangé. Et il restera le même, peu

01:07importe le temps qui passe. Vous savez peut-être aussi que tous les atomes autour de nous sont

01:13constamment en mouvement, même à des températures très très basses, lorsque tout gèle et rien

01:19ne peut les arrêter. Leur mouvement est aléatoire, chaotique et imprévisible. Ils

01:24vibrent simplement dans l'espace. Mais les cristaux temporels ont leur propre particularité

01:28spéciale. Non seulement leurs atomes sont disposés dans le même motif, tout comme dans

01:33les cristaux réguliers, mais ces atomes exécutent aussi une danse en boucle qui se répète

01:38indéfiniment. C'est très étrange. Les atomes dans les cristaux temporels ressemblent

01:43à une fête dansante sans fin. Tous les invités répètent les mêmes mouvements dans le même

01:48ordre encore et encore. Les mouvements dans ces danses peuvent être basiques et simples

01:53ou excessivement complexes et chaotiques. Mais ils sont toujours bouclés dans le temps.

01:58D'où le nom. Juste pour clarifier, ces cristaux ne sont pas du genre auquel nous sommes habitués.

02:04Ils ne ressemblent ce pas à des gemmes, diamants, émeraudes ou quelque chose de ce genre. En fait,

02:11ils ne ressemblent à rien du tout. Le beau nom de cristal temporel décrit une nouvelle sorte

02:16de matière très étrange. Les changements dans les états quantiques que nous avons appelés les

02:20atomes d'encens en boucle bizarrement. Mais même après que les scientifiques les aient

02:24découvert, il y avait quelque chose d'encore plus fou à leur sujet. Ces mouvements de danse,

02:29pour une raison quelconque, persistent même à la température du zéro absolu. Dans tous les

02:34matériaux et objets normaux, si nous refroidissons les atomes à un tel degré fou, ils geleraient,

02:40perdraient de l'énergie et arrêteraient de se mouvoir. Mais dans les cristaux temporels,

02:44ils poursuivent leur danse infinie comme si rien ne s'était passé.

02:48Oh ! Et ce n'était que le début. Les scientifiques ont également été stupéfaits car l'existence

02:54des cristaux temporels semblait violer la deuxième loi de la thermodynamique. Cette loi stipule qu'au

02:59fil du temps, tout système devient aléatoire et désordonné. Par exemple, un café chaud répartira

03:05sa chaleur et deviendra froid. Un glaçon plongé dans l'eau finira par fondre et se mélanger à

03:11celle-ci, rendant l'eau plus froide. Et ainsi de suite. Au début, ils pensaient que les cristaux

03:16de temps enfreignaient cette loi car il semblait que leurs atomes pouvaient se déplacer indéfiniment,

03:22comme une machine à mouvement perpétuel. Il semblait non seulement qu'ils se déplacent

03:26constamment, selon le même schéma, peu importe ce qui leur arrive, mais qu'ils ne nécessitent

03:31également aucune énergie pour le faire. Mais ensuite, il s'est avéré qu'ils nécessitent de

03:35l'énergie après tout. Soit des lasers, soit des champs magnétiques. Donc, bien qu'ils

03:39soient de petites merveilles, ils ne brisent pas encore nos lois de la physique. Du moins,

03:43pas encore. Il existait des théories selon lesquelles ce phénomène pourrait exister.

03:48Les cristaux temporels ont été prédites pour la première fois en 2012 par le physicien

03:53théoricien Frank Wilczek. Tous les physiciens n'ont pas accepté cette théorie à l'époque.

03:59Beaucoup croyaient que les cristaux violeraient la deuxième loi de la thermodynamique, ce qui

04:03signifiait enfreindre les lois de la physique. Mais l'univers ne se soucie pas vraiment de ce

04:08que pensent les scientifiques. Et Frank Wilczek a remporté un prix Nobel pour l'un de ses travaux.

04:13Pourtant, certains scientifiques restaient sceptiques à ce sujet, jusqu'à ce que les

04:18cristaux temporels soient inventés pour la première fois. En 2016, des chercheurs de

04:22l'université du Maryland ont réussi à en créer un. Ils l'ont fait ainsi. D'abord, ils ont pris

04:28un

04:28cristal ordinaire et ont refroidi les atomes à l'intérieur jusqu'à presque zéro absolu, les arrêtant

04:33presque. Ensuite, ils ont commencé à choquer ces atomes avec des lasers. Cela a fait passer

04:38les atomes entre différents états à plusieurs reprises, sans absorber aucune énergie du

04:43laser. On pourrait dire que le laser leur donnait un rythme et les faisait danser par eux-mêmes,

04:48sans l'aide de personne. Le résultat fut le tout premier cristal temporel. C'était une avancée

04:53incroyable. Et depuis lors, les physiciens ont continué à étudier les cristaux temporels

04:58pour voir ce que ces phénomènes peuvent encore accomplir. Leur plus gros problème était que ce

05:03mouvement perpétuel n'existe véritablement pour toujours que dans les cristaux temporels

05:07idéaux. Et comme les cristaux temporels dans nos expériences n'étaient pas idéaux,

05:11ils ne duraient que quelques minutes avant de fondre et de commencer à se comporter à nouveau

05:16comme de la matière ordinaire. Mais cela n'a pas arrêté les scientifiques. Ils voulaient

05:20rendre les cristaux temporels stables et utilisables. En 2021, ils ont fait une autre percée.

05:26Des chercheurs de Google ont collaboré avec un groupe de grandes universités et ont utilisé

05:31l'ordinateur quantique de Google pour créer un cristal temporel beaucoup plus grand et

05:36beaucoup plus stable. Si nous parvenons à mettre cela en œuvre correctement, ces cristaux

05:41peuvent nous aider à nous rapprocher des ordinateurs quantiques aboutis et utilisables.

05:45L'un des plus grands problèmes pour cette technologie était la mémoire. Mais les danses

05:50en boucle dans les cristaux temporels pourraient nous aider à stocker des informations à un

05:54niveau quantique. Ce serait absolument incroyable.

05:58Un autre objectif des scientifiques était de créer une nouvelle sorte d'horloge ultra

06:03précise. Les cristaux temporels pourraient également nous y aider. Et maintenant, en

06:082025, ils ont enfin atteint de grands nouveaux succès. Ils ont poussé les cristaux temporels

06:14encore plus loin et ont créé un quasi-cristal temporel. C'est comme la version jazz d'un cristal

06:20temporel. Plus complexe, un peu plus chaotique, mais toujours cohérente et étrangement belle.

06:26Une équipe dirigée par le chercheur Chongzou a orchestré une danse des atomes basée sur le

06:31nombre d'or. Ce même nombre parfait que l'on observe dans la nature, dans les spirales des

06:36coquillages et les tournesols. Dans la plupart des cristaux temporels, les atomes dansent sur un

06:41rythme simple, comme tic-tac, tic-tac. Dans les quasi-cristaux temporels, ils ont donné à Sega une

06:47mélodie en gamme phrygienne sur un rythme chronométré par Fibonacci. En termes simples,

06:52leurs mouvements sont devenus complexes, n'étant plus bouclés. Et pourtant, cela ressemble toujours

06:57à une danse structurée réelle, pas à un bruit aléatoire, comme une mosaïque où aucune tuile ne se

07:03répète exactement, mais qui forme tout de même un merveilleux motif. Ils ont commencé avec un petit

07:08morceau de diamant. Ensuite, ils ont commencé à le bombarder avec des atomes d'azote à haute

07:13énergie, délogeant certains des atomes de carbone du diamant. Cela a laissé des poches vides. Des

07:18électrons se sont précipités pour les remplir, créant de petits systèmes quantiques à l'intérieur

07:23du diamant. Chacune de ces poches était extrêmement microscopique. Et le système final avait plus d'un

07:29million d'entre elles interagissant ensemble. Puis vinrent les micro-ondes. Utilisant la magie de

07:33deux impulsions qui se chevauchent et du nombre d'or, ils ont agité les particules quantiques dans

07:38ce rythme temporel bizarre, ordonné et non bouclé. Et tout comme ça, le quasi-cristal de temps est né.

07:44Ce qu'ils ont obtenu était un rythme atomique stable et non répétitif dans le temps. Quelque

07:49chose qui, mathématiquement parlant, ne devrait pas être possible. Et c'est une phase de matière

07:54entièrement nouvelle. Ce n'est pas juste un tour de physique impressionnant. C'est un portail vers

07:59une partie du monde quantique que nous comprenons à peine. Normalement, lorsque vous injectez de

08:04l'énergie dans un système, il adopte soit un schéma, soit se désintègre dans le chaos. Mais

08:09celui-ci n'a fait ni l'un ni l'autre. Il a trouvé une nouvelle forme d'ordre. Mais

08:13plus que cela,

08:14il pourrait débloquer des technologies dont nous n'avons même pas encore rêvé. Les systèmes

08:19quantiques comme celui-ci pourraient être étonnamment stables, ce qui est de l'or pour les ordinateurs

08:24quantiques. Enfin, la mémoire quantique est à l'horizon. Les ordinateurs quantiques pourraient utiliser ces

08:30quasi-cristaux temporels pour stocker des données à long terme. Ensuite, les capteurs quantiques

08:35pourraient utiliser leur incroyable sensibilité pour détecter même les plus petits changements de

08:40l'environnement. Et enfin, l'horloge ultra-précise dont nous avons parlé précédemment. Elle arrive

08:46aussi. Ces cristaux aideraient les dispositifs de mesure du temps à être ultra-précis. Bien sûr,

08:52nous n'en avons pas besoin dans la vie quotidienne. Mais cela sera incroyablement utile pour la science.

08:56Aussi étrange que cela puisse paraître, il s'avère que la même fragilité qui rend ces

09:01cristaux difficiles à manipuler en fait également des détecteurs parfaitement accordés. Tout cela

09:07est théorique pour l'instant. Mais à mesure que les scientifiques continuent d'étudier cela,

09:12une technologie utilisable pourrait ne pas être loin derrière.

09:18Récemment, des scientifiques chinois ont découvert quelque chose d'intéressant sur la Lune. Un

09:23cristal inhabituel. Ils ont aussi découvert que ce cristal contient un élément qui peut

09:27littéralement remplacer le combustible nucléaire. Alors creusons un peu le sujet.

09:34La composition de la Lune est longtemps restée un mystère pour nous. Un demi-siècle s'est déjà

09:38écoulé depuis la mission Apollo 11. Malheureusement, nous n'avons pas beaucoup voyagé sur la Lune

09:43depuis. Et il n'est donc pas surprenant qu'il ne soit pas si facile pour nous de l'étudier.

09:48Mais récemment, une percée a été réalisée dans ce domaine. En décembre 2020, des scientifiques

09:54chinois ont envoyé la sonde Chang'e 5 sur la Lune. La mission a été nommée d'après

09:59l'ancienne divinité chinoise de la Lune, Chang'e. Plutôt poétique, n'est-ce pas ? Quoi qu'il en

10:04soit,

10:04la sonde s'est rendue sur la face la plus proche de la Lune. Elle a passé plusieurs jours à

10:08creuser

10:08la surface et les roches, puis elle est revenue sur Terre. Au total, elle a collecté environ 2 kg de

10:15diverses roches lunaires, comprenant du basalte, de la lave solidifiée et d'autres. Cela ne

10:21semble peut-être pas très impressionnant, mais c'est en fait une mini percée. Après

10:26tout, on n'a plus récolté d'échantillons lunaires depuis 1976. Or, ces échantillons

10:32sont très importants pour apprendre l'histoire de notre monde. On s'est battus pendant des

10:36années pour découvrir, par exemple, comment la Lune est née. Il y avait beaucoup de théories,

10:43mais on n'arrivait toujours pas à trouver de preuves solides pour aucune d'entre

10:46elles. Mais grâce aux dernières missions et à certaines simulations informatiques,

10:51les scientifiques ont enfin découvert la vérité. La Lune est née lorsqu'une planète

10:56quelconque s'est dégrasée sur notre Terre, il y a plusieurs millions d'années. Cette

11:01planète naine était légèrement plus petite que Mars. Des fragments de la Terre sont partis

11:05dans l'espace, mais certains sont restés dans notre orbite. Puis, ils se sont collés

11:10ensemble et ont formé la Lune. Cela semble effrayant, mais en réalité, la naissance

11:15de la Lune est la meilleure chose qui soit arrivée à notre planète. Sans ce magnifique

11:20satellite, tous nos océans seraient encore de petites flaques d'eau. La vie ne serait

11:24pas du tout apparue sur Terre. C'est donc déjà une découverte incroyable en soi.

11:29Mais ce n'est pas tout. En étudiant les roches collectées, les scientifiques de l'Institut

11:34de recherche de Pékin ont découvert quelque chose d'inhabituel. Un cristal lunaire rare.

11:41Ça a l'air plutôt banal, n'est-ce pas ? Juste un minuscule monocristal et transparent

11:44de l'épaisseur d'un cheveu humain. On avait fait de telles trouvailles sur la Lune auparavant.

11:50Ces cristaux se sont formés à la suite d'une activité volcanique, tout comme certains

11:54grenats sur la Terre. Car l'endroit où ils ont découvert ces cristaux a aussi connu

11:58des éruptions volcaniques, il y a 1,2 milliard d'années. Cela signifie que ce petit cristal

12:05a plus d'un milliard d'années. Mais ce n'est pas la chose la plus importante.

12:11Ce qui importe vraiment, c'est que ce cristal est fait d'un matériau unique, qu'on n'avait

12:15jamais vu auparavant. Des chercheurs de l'Association Minéralogique Internationale

12:20ont confirmé qu'une telle composition ne peut être trouvée nulle part sur Terre.

12:25Le cristal a été nommé Changzit Y, encore une fois d'après la même divinité chinoise

12:30de la Lune. Et c'est un autre exploit. C'est le sixième minéral précédemment inconnu

12:36que nous avons trouvé sur la Lune, et le tout premier trouvé par la Chine.

12:40Elle est maintenant devenue le troisième pays au monde à faire une telle découverte

12:43lunaire. Cependant, ce minuscule cristal n'est pas la seule chose remarquable qu'ils ont

12:48trouvé. Après avoir étudié ce joyau et environ 140 000 autres particules,

12:53lunaires, les scientifiques ont découvert autre chose. Ils ont trouvé de l'hélium-3.

13:01Pourquoi est-ce important ? Parce que c'est l'un des éléments qui alimente le Soleil

13:05et les autres étoiles de notre univers.

13:10On a tendance à dire des choses comme éteindre le Soleil, le Soleil brûle, et ainsi de suite.

13:15Et c'est l'une des raisons pour lesquelles de nombreuses personnes pensent réellement

13:18que le Soleil est une énorme boule de feu. Mais ce n'est pas le cas. Sa combustion est

13:24en fait un processus complètement différent, qui s'appelle fusion nucléaire. Le processus

13:30en lui-même est assez simple. Pendant cette réaction, l'hydrogène de l'étoile se transforme

13:35en hélium. Mais ce processus simple est en fait l'une des réactions les plus violentes

13:39et les plus puissantes de l'univers. Il y a un véritable bouillon de particules

13:45à l'intérieur du Soleil. Les noyaux d'hydrogène qui s'y agitent en tous sens se repoussent

13:50constamment les uns les autres, car ils sont tous chargés positivement. Et ils pourraient

13:56continuer à le faire sans déranger personne, s'il n'y avait pas les étoiles. Les étoiles

14:02sont un peu espiègles. Leur gravité est si forte qu'elles attrapent des milliards de

14:06ces petits atomes et les serrent les uns contre les autres. En se combinant les uns les

14:11autres, ces atomes créent de nouveaux éléments lourds, comme l'hélium mentionné. Et lorsque

14:17cela se produit, ils projettent beaucoup d'énergie dans l'espace. C'est ainsi que

14:22le Soleil brûle. En même temps, il répand une quantité d'énergie que nous ne pouvons

14:26même pas imaginer. Bon, mais qu'est-ce que l'hélium 3 ? Eh bien, c'est un élément

14:33qui pourrait faire de l'ombre même au Soleil. La fusion des atomes d'hélium 3 libère

14:39encore plus d'énergie que dans une fusion nucléaire typique. Et surtout, elle ne pollue

14:45pas l'atmosphère avec des éléments nocifs comme les radiations. Nous avons très, très

14:51peu d'hélium 3 sur Terre. Sa prévalence dans notre atmosphère est d'environ 1 sur 1

14:56million. Et en plus, il essaie constamment de s'échapper pour retourner dans l'espace.

15:05Cependant, les scientifiques ont récemment découvert qu'il y a un endroit qui contient

15:10beaucoup de cet élément. Oui, tu l'as deviné, c'est la Lune. On pense qu'il y a plus

15:16d'hélium

15:173 sur la Lune que sur la Terre à cause des vents solaires. Le Soleil a bombardé la Lune

15:22d'hélium 3 pendant des milliards d'années. Si bien qu'aujourd'hui, il y en a partout.

15:28Ce n'est pas si impressionnant si on la compare à Jupiter ou Saturne, par exemple. Mais n'oublie

15:33pas la quantité d'énergie qu'il peut libérer. Il faut savoir qu'avec seulement 25 tonnes

15:39d'hélium 3, il serait possible de fournir de l'énergie aux États-Unis pendant une année

15:44entière. Or, il y en a environ 350 000 tonnes sur Terre et plus d'un million de tonnes sur

15:51la Lune. Ces seules sources pourraient subvenir aux besoins de l'ensemble des États-Unis pendant

15:56des milliers d'années. Donc en gros, à l'avenir, l'hélium 3 pourrait devenir une

16:00nouvelle source de combustible. Et il surpasse le combustible nucléaire dans pratiquement

16:05tous les domaines. L'hélium 3 ne laisse pas de déchets ni de radiations nocifs. Il est

16:10plus puissant et pas si dangereux. En d'autres termes, cette énergie écologique et efficace

16:16pourrait être une révolution pour notre planète.

16:22Mais alors, qu'est-ce qu'on attend ? Il y a un petit hic. Malheureusement, on n'a

16:28encore rien trouvé d'aussi puissant et chaud que les étoiles. Or, pour utiliser l'hélium

16:353, on a besoin de température et de pression démentes. Il nous faut un réacteur thermonucléaire

16:41et on n'a aucune idée de comment le construire pour l'instant. Et même si on pouvait le chauffer

16:46à de telles températures et obtenir la pression nécessaire, on ne sait toujours pas vraiment

16:50comment manipuler l'hélium 3 correctement. Par conséquent, même si on a une quantité

16:55infinie d'hélium 3, on ne pourra toujours pas l'utiliser.

16:59Mais il y a un élément potentiel derrière l'hélium 3, que plusieurs pays ont déjà

17:03commencé une course aux ressources lunaires.

17:07Et maintenant que Chang'e 5 a découvert un nouveau gisement d'hélium 3 sur la face

17:12la plus proche de la Lune, cette course pourrait devenir mondiale.

17:16Par exemple, la Chine prévoit déjà une nouvelle mission lunaire en 2024, Chang'e 6.

17:23Pendant cette mission, les Chinois veulent collecter les premiers échantillons de la face

17:27cachée de la Lune.

17:29Comme tu peux le voir, trouver ce cristal lunaire était très important pour nous.

17:33Ces cristaux peuvent nous aider à trouver de nouvelles façons de créer de l'hélium

17:373. Et si on y parvient, l'humanité entrera dans une nouvelle ère.

17:42Mais pour y parvenir, on doit encore résoudre un certain nombre de problèmes.

17:47Comment livrer un tas de ces cristaux lunaires sur Terre ?

17:50Comment leur faire produire de l'énergie ? Et ainsi de suite.

17:53Espérons qu'à l'avenir, ces problèmes seront résolus et qu'on trouvera un moyen de

17:57produire une énergie propre, sûre et illimitée.

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