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Un bretzel pour expliquer le Nobel de physique 2016

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Lors de l'annonce du prix Nobel de physique, mardi 4 octobre à Stockholm.
Lors de l'annonce du prix Nobel de physique, mardi 4 octobre à Stockholm.
© AFP - Anders WIKLUND / TT NEWS AGENCY

Le prix Nobel de physique, deuxième récompense du cru 2016, a été décerné ce mardi à trois chercheurs britanniques pour leurs travaux sur les "états étranges" de la matière. A la clé, de futures applications sur les matériaux et l’électronique.

"Les lauréats ont ouvert la porte sur un monde inconnu où la matière peut prendre des états étranges", annonce le jury sur le site du prix Nobel, après l'annonce ce mardi à Stockholm du prix Nobel de physique aux chercheurs britanniques David Thouless, Duncan Haldane et Michael Kosterlitz pour leurs recherches sur la matière. Une telle introduction invite forcément à regarder ce qui se cache derrière cette porte…

Un bagel et un bretzel pour les explications

Lors de l'annonce du prix Nobel de physique, mardi 4 octobre à Stockholm.
Lors de l'annonce du prix Nobel de physique, mardi 4 octobre à Stockholm.
© AFP - Jonathan NACKSTRAND

Ces chercheurs ont en effet travaillé sur les différents états de la matière et sur – accrochez-vous – "les transitions des phases topologiques de la matière." La topologie (étymologiquement, "l'étude du lieu") désigne la branche des mathématiques qui s'intéresse aux transformations et aux déformations dans l'espace. Pour éviter d’endormir les journalistes, un membre du comité Nobel a choisi de présenter ces travaux avec un bagel et un bretzel entre les mains. Le professeur de physique en question, Thors Hans Hansson, a expliqué que lorsqu'on déforme un bretzel pour le confectionner, on obtient deux trous, mais quand on le déchire, il n'y a plus qu'un trou. Il peut y a voir un trou (comme un bagel) ou deux trous (comme un bretzel), mais pas un demi, ni un et demi. Tout ça pour dire que la topologie décrit des propriétés qui changent uniquement étape par étape, par nombre entiers.

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Lors de l'annonce du prix Nobel de physique, mardi 4 octobre à Stockholm.
Lors de l'annonce du prix Nobel de physique, mardi 4 octobre à Stockholm.
© AFP - Jonathan NACKSTRAND

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"Ca a été une sacrée paire de manches pour bien comprendre ce prix Nobel, il faut bien l'avouer !", a ironisé ce mardi Nicolas Martin, animateur de l'émission "La Méthode scientifique" sur France Culture. Ecoutez les explications de Xavier Martinet, dans cette même émission :

Xavier Martinet : "Dans cette nouvelle manière de voir les transformations de matière, la matière se définit par des éléments de base, comme des trous."

5 min

Ordinateurs quantiques

En d’autres termes, détaille encore le jury Nobel, ces lauréats "ont employé des méthodes mathématiques avancées pour étudier des phases ou états inhabituels de la matière, tels que les superconducteurs, les superfluides et ou les films magnétiques fins". Les découvertes de ce trio effectuées aux Etats-Unis ont permis "des avancées dans la compréhension théorique des mystères de la matière" et ouvrent "de nouvelles perspectives pour le développement de matériaux innovants", précise la Fondation Nobel. De nouveaux débouchés donc pour la science des matériaux et de futures applications en électronique. Il est déjà question d'innovations révolutionnaires comme les ordinateurs quantiques, beaucoup plus puissants que ceux d'aujourd'hui. Très résistants, les "isolants topologiques" initiés par ces trois chercheurs en sont peut-être la clé.

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Ce Nobel a surpris tout le monde : le monde scientifique pariait plutôt pour une équipe américaine dont la découverte majeure – l’observation des ondes gravitationnelles – est un pas de géant dans l’étude de l’univers. Mais la publication de leurs travaux, en septembre 2015, est sans doute trop récente pour en mesurer la portée.

Il s’agit du deuxième prix Nobel du cru 2016, après la médecine qui a couronné ce lundi les travaux du Japonais Yoshinori Ohsumi sur l’autophagie. Suivront la chimie ce mercredi, la paix vendredi, l’économie lundi et la littérature le 13 octobre.

L’an dernier, le prix Nobel de physique avait été décerné au Japonais Takaaki Kajita et au Canadien Arthur McDonald pour leurs recherches sur les neutrinos, des particules élémentaires.

© Visactu -