Des chercheurs viennent de mettre au point une nouvelle méthode pour atteindre les températures les plus froides jamais rencontrées naturellement sur terre.
Cette nouvelle approche développée par des physiciens de l'université d'Harvard et présentée pour la première fois dans la revue scientifique Nature, utilise des quadrillages de lasers, autrement appelés «treillis optiques», dans lesquels les chercheurs sont parvenus à enlever les atomes les plus «chauds» et donc à ne garder que les plus «froids». La BBC News explique que cette méthode de sélection est idéale pour créer les systèmes de mémoire des futurs ordinateurs quantiques.
Les limites pour les basses températures ont été de nombreuses fois repoussées depuis quelques années note le quotidien britannique, et le nouveau record réalisé grâce aux «treillis optiques» est maintenant de l’ordre du nano kelvin, ce qui correspond à 0,0000000001 Kelvin, la limite infranchissable étant le «zéro absolu» (le zéro de Kelvin qui vaut -273,15 degrés Celsius), la température théorique la plus basse qu’on puisse rencontrer dans l’univers.
A titre de comparaison, la température du corps humain est de 310 Kelvins, l’eau gèle à 217K, la température la plus basse jamais enregistrée sur terre est de 184K (soit -89,2C, en 1983 dans l'Antarctique), et celle de l’espace profond est en moyenne de 2,7K.
Ces «treillis optiques» constituent une structure idéale pour approcher au plus près le «zéro absolu». Leur forme, qui rappelle celle des boites d’œufs avec une alternance de trous et de pics, permet aux atomes de rester dans les creux, là où l’énergie est la plus faible. Mais à mesure où l’on ajoute de nouveaux atomes dans ces trous, la structure concentre trop d’énergie et devient instable, au point où il devient impossible d’en mettre davantage.
Pour contourner ce problème, les chercheurs de l’université d’Harvard ont mis au point une technique appelée «Orbital exchange blockade», permettant de créer de la matière «super froide» selon le site d’information msnbc.com. Les chercheurs sélectionnent dans les trous du treillis des atomes qui vont absorber l’énergie et donc la chaleur des autres. Quand de nouveaux atomes sont ajoutés, la chaleur supplémentaire est ainsi captée par ces atomes qui concentrent de plus en plus d’énergie. Ils sont ensuite enlevés des treillis et seuls les plus froids restent, ce qui fait que la température générale du treillis optique baisse considérablement.
Gretchen Campbell, du centre de calcul américain Nist, explique à la BBC que cette découverte va accélérer la création de nouveaux systèmes informatiques superpuissants et surtout ultra-rapides : les ordinateurs quantiques, qui utiliseront les lois de l'infiniment petit, telles qu'elles sont décrites par la mécanique quantique.
Mais comme tout ordinateur, ils auront besoin d’un système de mémorisation. Et la matière super froide créée avec les treillis optiques, capable d’une certaine manière de «réfrigérer» l’information pour reprendre l'expression de msnbc.com, en est maintenant le candidat idéal.
