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Plongez dans l'univers fascinant des cristaux aux propriétés étonnantes qui pourraient transformer notre monde. Des cristaux lunaires aux avancées quantiques, découvrez comment ces petites merveilles pourraient redéfinir l'avenir de notre technologie et de notre alimentation.
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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 take a look 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-ce 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
02:24hors découvert, 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 deux
07:34impulsions qui se chevauchent et du nombre d'or, ils ont agité les particules quantiques dans ce
07:38rythme temporel bizarre, ordonné et non bouclé. Et tout comme ça, le quasi-crystal 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 une
07:59partie du monde quantique que nous comprenons à peine. Normalement, lorsque vous injectez de l'énergie dans
08:04un système, il adopte soit un schéma, soit se désintègre dans le chaos. Mais celui-ci n'a fait
08:10ni l'un ni l'autre. Il a trouvé une nouvelle forme d'ordre. Mais plus que cela, il pourrait
08:15débloquer des
08:15technologies dont nous n'avons même pas encore rêvé. Les systèmes quantiques comme celui-ci pourraient
08:20être étonnamment stables, ce qui est de l'or pour les ordinateurs quantiques. Enfin, la mémoire quantique
08:27est à l'horizon. Les ordinateurs quantiques pourraient utiliser ces quasi-crystaux temporels pour stocker des
08:32données à long terme. Ensuite, les capteurs quantiques pourraient utiliser leur incroyable
08:37sensibilité pour détecter même les plus petits changements de l'environnement. Et enfin, l'horloge
08:43ultra-précise dont nous avons parlé précédemment. Elle arrive aussi. Ces cristaux aideraient les
08:48dispositifs de mesure du temps à être ultra-précis. Bien sûr, nous n'en avons pas besoin dans la vie
08:53quotidienne. Mais cela sera incroyablement utile pour la science. Aussi étrange que cela puisse paraître,
08:59il s'avère que la même fragilité qui rend ces cristaux difficiles à manipuler en fait également
09:04des détecteurs parfaitement accordés. Tout cela est théorique pour l'instant. Mais à mesure que les
09:10scientifiques continuent d'étudier cela, une technologie utilisable pourrait ne pas être loin
09:15derrière. Récemment, des scientifiques chinois ont découvert quelque chose d'intéressant sur la Lune.
09:22Un cristal inhabituel. Ils ont aussi découvert que ce cristal contient un élément qui peut littéralement
09:28remplacer 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 l'ancienne
09:59divinité chinoise de la Lune, Chang'e. Plutôt poétique, n'est-ce pas ? Quoi qu'il en soit,
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 kilos
10:14de diverses roches lunaires, comprenant du basalte, de la lave solidifiée et d'autres.
10:21Cela ne semble 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. Ce
12:11qui 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. Elle est
12:40maintenant devenue le troisième pays au monde à faire une telle découverte lunaire.
12:45Cependant, 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
15:56pendant des milliers d'années. Donc en gros, à l'avenir, l'hélium 3 pourrait devenir
16:00une nouvelle 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.
17:34Ces 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
17:57de produire une énergie propre, sûre et illimitée.
18:00Sous-titrage Société Radio-Canada
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