SCIENCES.ENERGIES.ENVIRONNEMENT/LE MONDE SELON LA PHYSIQUE /2020 W8p1

Cet article m’a fait  sursauter et mon commentaire vous dira pourquoi !

8888888888888888888888888888888888888888888

PHYS ORG /SCIENCE X

FEBRUARY 21, 2020

Scientists predict state of matter that can conduct both electricity and energy perfectly

by University of Chicago

888888888888888888888888888888888888888888

Les scientifiques prédisent l'état de la matière qui peut parfaitement conduire à la fois l'électricité et l'énergie

par l'Université de Chicago

Dans l'ordre  Shiva Safaei, David Mazziotti et LeeAnn Sager discutent de leur découverte qu'un double état de la matière  où à la fois des condensats de fermions est d'excitons pourrait exister. Crédit: Université de Chicago

Trois scientifiques de l'Université de Chicago ont trouvé les valeurs  où ils pensent qu'il pourrait y avoir un moyen de fabriquer un matériau capable de conduire à la fois l'électricité et l'énergie avec une efficacité de 100%, sans jamais en perdre à cause de la chaleur ou du frottement.

La nouvelle  publiée le 18 février dans Physical Review B, suggère un cadre pour un type de matière entièrement nouveau, qui pourrait avoir des applications technologiques très utiles dans le monde réel. Bien que la prédiction soit basée sur la théorie, des efforts sont en cours pour la tester expérimentalement.

"Nous avons commencé par essayer de répondre à une question vraiment fondamentale, pour voir si c'était même possible - nous pensions que ces deux propriétés pourraient être incompatibles  réunies dans un seul matériau", a déclaré le co-auteur et conseiller de recherche David Mazziotti, professeur de chimie et de James. Institut Franck et expert en structure électronique moléculaire. "Mais à notre grande surprise, nous avons constaté que les deux états se sont en fait enchevêtrés à un niveau quantique, et se renforcent donc mutuellement."

Comme une quantité incalculable d'énergie est perdue chaque année sur les lignes électriques, les moteurs et les machines, les scientifiques sont impatients de trouver des alternatives plus efficaces. "À bien des égards, c'est la question la plus importante du 21e siècle - comment générer et déplacer de l'énergie avec une perte minimale", a déclaré Mazziotti.

Nous connaissons les supraconducteurs - une sorte de matériau qui peut conduire l'électricité continument avec une perte presque nulle - depuis plus d'un siècle. Mais ce n'est qu'au cours des dernières années que les scientifiques ont réussi à fabriquer un matériau similaire en laboratoire qui peut conduire de l'énergie avec une perte presque nulle, appelée condensat d'excitons.

Mais les supraconducteurs et les condensats d'excitons sont des matériaux délicats à fabriquer et à continuer  de  fonctionner, en partie parce que les scientifiques ne comprennent pas pleinement comment ils fonctionnent et que la théorie derrière eux est incomplète. Nous savons cependant que les deux impliquent l'action de la physique quantique.

LeeAnn Sager, étudiante diplômée d'UChicago, a commencé à se demander comment les deux états pouvaient être générés dans le même matériau. Le groupe de Mazziotti est spécialisé dans l'exploration des propriétés et des structures des matériaux et des produits chimiques à l'aide du calcul, elle a donc commencé à brancher différentes combinaisons dans un modèle informatique. "Nous avons analysé de nombreuses possibilités, puis à notre grande surprise, nous avons trouvé une région où les deux États pourraient exister ensemble", a-t-elle déclaré.

Il semble que dans la bonne configuration, les deux états s'entremêlent réellement - un phénomène quantique dans lequel les systèmes deviennent intimement liés. Cela remet en question la notion conventionnelle selon laquelle les deux états ne sont pas liés et pourrait ouvrir un nouveau champ de condensats à paires d'excitons et de fermions doubles.

En utilisant des mathématiques avancées, ils ont montré que grâce à l'intrication quantique, les condensats doubles devraient théoriquement exister même à une  taille macroscopique, c'est-à-dire visibles à l'œil humain.

"Cela implique que ces condensats peuvent être réalisables dans de nouveaux matériaux, comme une double couche de supraconducteurs", a déclaré Sager.

Les scientifiques travaillent avec des groupes expérimentaux pour voir si la prédiction peut être réalisée dans des matériaux réels.

"Pouvoir combiner la supraconductivité et les condensats d'excitons serait incroyable pour de nombreuses applications - électronique, spintronique, informatique quantique", a déclaré Shiva Safaei, chercheur postdoctoral et troisième auteur de l'article. "Bien que ce ne soit qu’une première étape, cela semble extrêmement prometteur."

Explore further

Ghostly particles detected in condensates of light and matter

More information: LeeAnn M. Sager et al, Potential coexistence of exciton and fermion-pair condensations, Physical Review B (2020). DOI: 10.1103/PhysRevB.101.081107

Journal information: Physical Review B 

88888888888888888888888888888888888888888888

 MES COMMENTAIRES

Quand on m’annonce des mots prometteurs comme «  grâce à des mathématiques avancées   «  ou encore  des » états extrêmement intriqués  «   ma première réaction est de me méfier : « demain on raser  gratis »….ou encore «  la machine à mouvement perpétuel sans apport d’énergie ! » !!!

D’autant qu il s’agit du travail d’un rédacteur scientifique de  SCIENCE X  et non des termes stricts des  scientifiques mentionnés

….  Mon premier réflexe est donc de consulter immédiatement la communication originale,  voir ses calculs, ses graphiques et les termes mêmes de ses conclusions….Méfiance me direz-vous ??  Et bien d’accord !

Hélas je n ai pu trouver que l’abstract dot les termes sont  bien plus prudents et mesures ! Constatez  la difference ! «  ! The possibility that the properties of fermion-exciton condensates could be a hybrid of the properties of fermion-pair condensates and exciton condensates is discussed, and future experimental and computational exploration of this class of condensate, which may potentially be realizable in a bilayer of superconductors, is anticipated.”

 Et en effet leur graphique vous montre une petite zone ou la coexistence est possible 

  Cela dit j’attends comme d’habitude qu’une manip présice avec quels matériaux et dans quelle conditions P /V/T   on arriverait à ce résultat quasi miraculeux !!!!