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Un réfrigérateur si froid qu'il transforme les atomes en leurs états quantiques

Un réfrigérateur si froid qu'il transforme les atomes en leurs états quantiques


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Professeur de physique à l'Université de Rochester, Andrew Jordan et son équipe ont conçu un réfrigérateur capable de refroidir les atomes à moins de 459 degrés Fahrenheit. C'est froid, très froid.

Si ce n'est pour conserver les aliments, à quoi pourrait éventuellement servir un réfrigérateur?

Ce réfrigérateur spécifique, basé sur la propriété de supraconductivité, faciliterait et améliorerait les performances des capteurs quantiques ou des circuits pour ordinateurs quantiques ultrarapides.

Décrivons-le d'abord.

Qu'est-ce que la supraconductivité et à quoi sert-elle?

La conductivité est la façon dont un matériau conduit l'électricité. Les matériaux à haute conductivité sont ceux qui laissent passer le courant électrique; par exemple, les métaux. Même les bons conducteurs, comme les métaux, rencontrent toujours une résistance due au frottement.

Un supraconducteur, par contre, est lorsqu'un matériau conduit l'électricité sans rencontrer de résistance, donc sans perdre aucune énergie.

Les chercheurs pensent que tous les métaux deviennent supraconducteurs si leur température peut être suffisamment abaissée. La partie la plus délicate est de connaître la «température critique» exacte pour chaque métal, car elles diffèrent toutes.

«Lorsque vous atteignez cette température magique - et ce n'est pas une chose graduelle, c'est une chose abrupte - tout à coup, la résistance tombe comme une pierre à zéro et il y a une transition de phase qui se produit», dit Jordan. "Un réfrigérateur supraconducteur pratique, pour autant que je sache, n'a pas du tout été fait."

Quelle est la différence entre un réfrigérateur quantique supraconducteur et ceux de nos cuisines?

Le réfrigérateur quantique supraconducteur utilise les principes de la supraconductivité pour créer un environnement ultra-froid. Cet environnement froid est ensuite utilisé pour générer les effets quantiques souhaités et requis pour améliorer les technologies quantiques.

Différent de nos réfrigérateurs de cuisine, ce réfrigérateur quantique supraconducteur créerait un environnement dans lequel les chercheurs pourraient transformer les matériaux en un état supraconducteur - par exemple en changeant un matériau en gaz ou en liquide.

Bien que les réfrigérateurs quantiques supraconducteurs ne soient pas destinés à être utilisés dans la cuisine d'une personne, les principes de fonctionnement sont assez similaires à ceux des réfrigérateurs traditionnels, dit Jordan.

"Ce que votre réfrigérateur de cuisine a en commun avec nos réfrigérateurs supraconducteurs, c'est qu'il utilise une transition de phase pour obtenir une puissance de refroidissement."

Semblable à un réfrigérateur quantique supraconducteur, un réfrigérateur conventionnel fonctionne en supprimant la chaleur et non en refroidissant le contenu. Il déplace un fluide - le réfrigérant - entre les réservoirs chauds et froids, le transformant d'un liquide en un gaz.

La principale différence entre les deux réfrigérateurs est que, le réfrigérant d'un réfrigérateur supraconducteur ne passe pas d'un état liquide à un gaz, ses électrons passent de l'état supraconducteur apparié à un état normal non apparié.

Si vous ne stockez pas le lait et les légumes, que placeront les chercheurs dans le réfrigérateur supraconducteur?

Au lieu du stockage des aliments, le réfrigérateur quantique supraconducteur pourrait être utilisé pour stocker les qubits, les unités de base des ordinateurs quantiques. Ils pourraient également être utilisés pour refroidir des capteurs quantiques qui mesurent la lumière de manière extrêmement efficace et sont utilisés pour étudier les étoiles et d'autres galaxies, et ils pourraient également être utilisés pour développer une meilleure imagerie dans les machines IRM.

«C'est vraiment incroyable de penser à la façon dont cela fonctionne. Tout cela prend essentiellement de l'énergie et la convertit en chaleur transformatrice», déclare Jordan.

Pas ce que Jack et Jill stockent régulièrement dans leur réfrigérateur, mais potentiellement très utiles pour l'avancement de la science.


Voir la vidéo: Un électron peut-il vraiment être à 2 endroits à la fois? (Mai 2022).


Commentaires:

  1. Mungan

    J'espère que la deuxième partie ne sera pas pire que la première

  2. Atlantes

    Absolument avec vous, il est d'accord. J'aime cette idée, je suis complètement d'accord avec toi.



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