00:01inside a piece of diamond more small than your ongles, scientists came to discover
00:06something that should not exist. Not only a new material, but a new phase of
00:11the material. And it breaks the rules of the time. The biggest problem is that no one
00:17understands yet how it works, even not those who created it. So let's take a look
00:23and try to understand it. The story started in more than a decade. The scientists
00:28created the first temporal crystal. This looks like a mysterious component for a
00:33machine to travel in the time, but it's something more strange.
00:37Prenez a ordinary crystal and examine it at the microscope. Like everything around us,
00:42it is made of molecules and atoms. What makes the crystals special,
00:46it's that their atoms are stored according to a repetitive motif. A crystal of sel,
00:51for example. If we observe it carefully, we will see a repetitive motif inside. And this motif is the
00:57same everywhere, regardless of the size or the shape of the sel. In the whole crystal,
01:04it is unchanged. And it remains the same, regardless of the time that passes.
01:10You may also know that all the atoms around us are constantly moving, even at
01:15temperatures very, very low, when everything goes and nothing can stop them. Their movement is
01:21aléatoire, chaotic and imprévisible. Ils vibrent simplement dans l'espace. Mais les cristaux
01:27temporels ont leurs propres particularités spéciales. Non seulement leurs atomes sont
01:31disposés dans le même motif, tout comme dans les cristaux réguliers, mais ces atomes exécutent
01:36aussi une danse en boucle qui se répète indéfiniment. C'est très étrange. Les atomes dans les cristaux
01:42temporels ressemblent à une fête dansante sans fin. Tous les invités répètent les mêmes mouvements dans le
01:48même ordre, 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,
02:10ils ne ressemblent à rien du tout. Le beau nom de cristal temporel décrit une nouvelle sorte de
02:16matière très étrange. Les changements dans les états quantiques que nous avons appelés les atomes
02:20dansant en boucle bizarrement. Mais même après que les scientifiques les aient découvert, il y avait
02:26quelque chose d'encore plus fou à leur sujet. Ces mouvements de danse, pour une raison quelconque,
02:30persistent même à la température du zéro absolu. Dans tous les matériaux et objets normaux, si nous
02:36refroidissons les atomes à un tel degré fou, ils geleraient, perdraient de l'énergie et arrêteraient de se
02:42mouvoir. Mais dans les cristaux temporels, ils poursuivent leur danse infinie comme si rien ne
02:47s'était passé. Oh, et ce n'était que le début. Les scientifiques ont également été stupéfaits car
02:53l'existence des cristaux temporels semblait violer la deuxième loi de la thermodynamique. Cette loi
02:59stipule qu'au fil du temps, tout système devient aléatoire et désordonné. Par exemple, un café chaud
03:05répartira sa 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 de
03:17temps 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 soient de petites
03:40merveilles, ils ne brisent pas encore nos lois de la physique. Du moins, pas encore. Il existait
03:45des théories selon lesquelles ce phénomène pourrait exister. Les cristaux temporels ont
03:50été prédites pour la première fois en 2012 par le physicien théoricien Frank Wilczek. Tous les
03:56physiciens n'ont pas accepté cette théorie à l'époque. Beaucoup croyaient que les cristaux
04:01violeraient la deuxième loi de la thermodynamique, ce qui signifiait enfreindre les lois de la physique.
04:05Mais l'univers ne se soucie pas vraiment de ce que pensent les scientifiques. Et Frank
04:10Wilczek a remporté un prix Nobel pour l'un de ses travaux. Pourtant, certains scientifiques
04:15restaient sceptiques à ce sujet, jusqu'à ce que les cristaux temporels soient inventés
04:19pour la première fois. En 2016, des chercheurs de l'université du Maryland ont réussi à
04:24en créer un. Ils l'ont fait ainsi. D'abord, ils ont pris un cristal ordinaire et ont refroidi
04:30les atomes à l'intérieur jusqu'à presque zéro absolu, les arrêtant presque. Ensuite, ils ont commencé
04:35à choquer ces atomes avec des lasers. Cela a fait passer les atomes entre différents états
04:40à plusieurs reprises, sans absorber aucune énergie du laser. On pourrait dire que le laser leur donnait
04:45un rythme et les faisait danser par eux-mêmes, sans l'aide de personne. Le résultat fut le tout
04:51premier cristal temporel. C'était une avancée incroyable. Et depuis lors, les physiciens ont
04:56continué à étudier les cristaux temporels pour voir ce que ces phénomènes peuvent encore accomplir.
05:00Leur plus gros problème était que ce mouvement perpétuel n'existe véritablement pour toujours
05:06que dans les cristaux temporels idéaux. Et comme les cristaux temporels dans nos expériences n'étaient
05:10pas idéaux, ils ne duraient que quelques minutes avant de fondre et de commencer à se comporter
05:15à nouveau comme de la matière ordinaire. Mais cela n'a pas arrêté les scientifiques.
05:19Ils voulaient rendre les cristaux temporels stables et utilisables. En 2021, ils ont fait une autre
05:26percée. Des chercheurs de Google ont collaboré avec un groupe de grandes universités et ont
05:31utilisé l'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 peuvent
05:41nous aider à nous rapprocher des ordinateurs quantiques aboutis et utilisables. L'un des plus
05:46grands problèmes pour cette technologie était la mémoire. Mais les denses en boucle dans les
05:50cristaux temporels pourraient nous aider à stocker des informations à un niveau quantique.
05:55Ce 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
06:19cristal temporel. Plus complexe, un peu plus chaotique, mais toujours cohérente et
06:25étrangement belle. Une équipe dirigée par le chercheur Chong Tzu a orchestré une danse
06:30des atomes basée sur le nombre d'or. Ce même nombre parfait que l'on observe dans
06:34la nature, dans les spirales des coquillages et les tournesols. Dans la plupart des cristaux
06:39temporels, les atomes dansent sur un rythme simple, comme tic tac, tic tac. Dans les quasi-cristaux
06:45temporels, ils ont donné à Sega une mélodie en gamme phrygienne sur un rythme chronométré
06:50par Fibonacci. En termes simples, leurs mouvements sont devenus complexes, n'étant plus bouclés.
06:55Et pourtant, cela ressemble toujours à une danse structurée réelle, pas à un bruit
07:00aléatoire, comme une mosaïque où aucune tuile ne se répète exactement, mais qui forme
07:05tout de même un merveilleux motif. Ils ont commencé avec un petit morceau de diamant.
07:09Ensuite, ils ont commencé à le bombarder avec des atomes d'azote à haute énergie, délogeant
07:14certains des atomes de carbone du diamant. Cela a laissé des poches vides. Des électrons se sont
07:19précipitées 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
07:29d'un million d'entre elles interagissant ensemble. Puis vinrent les micro-ondes. Utilisant
07:33la magie de deux impulsions qui se chevauchent et du nombre d'or, ils ont agité les particules
07:37quantiques dans ce rythme temporel bizarre, ordonné et non bouclé. Et tout comme ça, le quasi-cristal
07:43de temps est né. Ce qu'ils ont obtenu était un rythme atomique stable et non répétitif
07:48dans le temps. Quelque chose qui, mathématiquement parlant, ne devrait pas être possible. Et
07:53c'est une phase de matière entièrement nouvelle. Ce n'est pas juste un tour de physique impressionnant,
07:58c'est un portail vers une partie du monde quantique que nous comprenons à peine. Normalement,
08:03lorsque vous injectez de l'énergie dans un système, il adopte soit un schéma, soit
08:07se désintègre dans le chaos. Mais celui-ci n'a fait ni l'un ni l'autre. Il a trouvé
08:11une nouvelle
08:12forme d'ordre. Mais plus que cela, il pourrait débloquer des technologies dont nous n'avons même
08:17pas encore rêvé. Les systèmes quantiques comme celui-ci pourraient être étonnamment stables,
08:22ce qui est de l'or pour les ordinateurs quantiques. Enfin, la mémoire quantique est à l'horizon.
08:27Les ordinateurs quantiques pourraient utiliser ces quasi-cristaux 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
08:53dans la vie quotidienne. Mais cela sera incroyablement utile pour la science. Aussi étrange que cela
08:58puisse paraître, il s'avère que la même fragilité qui rend ces cristaux difficiles
09:02à manipuler en fait également des détecteurs parfaitement accordés. Tout cela est théorique
09:08pour l'instant. Mais à mesure que les scientifiques continuent d'étudier cela, une technologie
09:13utilisable pourrait ne pas être loin derrière.
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