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Le Nobel 2016 de physique récompense des travaux sur l’étrange matière

Trois scientifiques britanniques, David Thouless, Duncan Haldane et Michael Kosterlitz, ont reçu le Nobel 2016 de physique pour leurs travaux sur la matière condensée. C’est une affaire à prendre au sérieux. Les favoris n’ont pas été récompensés. Les médias de masses, instruit par l’académie Bouvard et Pécuchet, s’étaient emballés un peu trop vite en présidant la suprême récompense pour des chercheurs impliqués dans la matière noire et les ondes gravitationnelles. Heureusement, l’académie Nobel a fait preuve d’un flair indéniable et n’a pas sacrifié aux désirs des médias en récompensant des travaux qui vraiment s’inscrivent dans la science du 21ème siècle, bien que les bases aient été établies lors du siècle précédent.

Comme dans la plupart des découvertes en physique, l’univers des théories et mathématiques est associé à l’univers des applications pratiques. Les recherches récompensées par le Nobel 2016 ouvrent des perspectives importantes dans le domaine des matériaux. En ce sens, on peut les comparer aux travaux de Fert récompensés il y a quelques années et portant sur l’électronique de spin dont les applications sont déterminantes, notamment pour le stockage des informations numérisées. David Thouless, Duncan Haldane et Michael Kosterlitz ont travaillé sur les phases de la matière, les transitions, les émergences. Le spin est de la partie. Ces travaux se situent à l’interface des deux grands champs physiques que sont la mécanique quantique et la physique statistique. Et c’est un signe d’avenir, car la cosmologie se trouve dans une impasse tant qu’elle n’aura pas réglé ses comptes avec la relativité générale.

Ces recherches en pointe s’inscrivent dans une spécialité qui est la physique de la matière condensée. Il s’agit d’étudier les propriétés collectives d’un ensemble de particules matérielles. En ce sens, ces travaux rejoignent la thermodynamique des systèmes hors équilibre rendue célèbre par Prigogine. Néanmoins, l’approche est résolument quantique ce qui la différencie sensiblement de la physique de Prigogine et encore plus de celle de Gennes elle aussi récompensée par le Nobel et qui portait sur la « matière molle. La physique de la matière condensée récompensée par le Nobel 2016 concerne la « matière étrange ». Haldane a travaillé sur le liquide de Luttinger qui est un modèle théorique décrivant le comportement d’électrons ou d’autres fermions dans un conducteur unidimensionnel. Thouless et Kosterlitz ont théorisé une transition de phase (KT ou BKT) qui porte leur nom. A partir d’un seuil de température, des paires de vortex et antivortex (désignées aussi comme parallèles et antiparallèles) se désapparient. Le modèle XY qui décrit ces transitions est construit à partir de vecteurs de spin et possède une symétrie U(1) qui est aussi celle de l’électrodynamique quantique. Les paires de vortex ont une énergie plus faible mais aussi une entropie inférieure à celle des vortex non appariés. Nous sommes dans une conjecture thermodynamique et ces études nous ouvrent la voie vers la compréhension de l’ordre dans la matière avec une approche quantique et statistique.

Ces recherches sont résolument orientées vers l’enjeu majeur du 21ème siècle, celui de la compréhension de la matière d’un point de vue quantique (information, communications), un enjeu bien plus fondamental que la question controversée de la matière noire. Cet enjeu dépasse la physique et se déplace vers la biologie avec les étranges matériaux du vivant comme par exemple les plumages des oiseaux dont la couleur durable n’est pas due à un pigment mais à une structure matérielle des plumes qui réfléchit la lumière spécifiquement. Finalement, les physiciens sont de drôles d’oiseaux !


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15 réactions à cet article    


  • Aristoto Aristoto 4 octobre 15:46

    MOI je pense que le cerveau de l’homme est fait pour survivre dans la broussaille contre les éventuelle félin prédateur qui veulent faire de lui leur petit ancas.

    Par chance le besoin de survie et les stratégie chosis pour y parvenir en se regroupant en communauté et en clan et en adaptant pour cela ( dans le cadre évolutionniste faudra plutot dire que ce groupe là d’individus ayant choisi ce mode de vie qui a survécu ...mais passant ce ne sont que des MOTS) un langage pour mieux se comprendre et s’organiser ont pu par le développement de celui ci accéder à d’autre aspect plus évoluant de cet outil qu’est le language et son prolongement qui est la formulation mathématisé du monde.

    Si je disait que la matière inerte, une pierre, un cours d’eau, une planète, un système solaire, l’univers lui meme...notre corps « physique » appréhende mieux le monde justement physique et lois qui le régissent que l’esprit théoricien de l’homme, est ce que je serai trop loin de la « vérité ».

    Le stade suivant est celui d’un esprit totalement « mathématisé », « rationalis », en clair déshumanisé. C’est le prix pour avoir accès au savoir ultime.

    A suivre ... !


    • L'enfoiré L’enfoiré 5 octobre 12:33

      @Aristoto
      Si vous savez ce qu’est le transhumanisme, dont le but est de rejoindre le monde du vivant souvent analogique au monde numerique., vous avez tout compris


    • escoe 4 octobre 17:48

      Et c’est un signe d’avenir, car la cosmologie se trouve dans une impasse tant qu’elle n’aura pas réglé ses comptes avec la relativité générale.

      Oh putain, bonjour la loghorrée....


      • sarcastelle 4 octobre 22:26

        @escoe

        .
        Non, la phrase a un sens et pas d’excès de mots (je ne me prononce pas sur son bien-fondé).

      • popov 5 octobre 03:20

        @Bernard Dugué

        La matière noire, c’est encore trop spéculatif pour un Nobel.

        La matiere condensée, comme me disait un ami à qui j’annonçais que je travaillais dans ce domaine, ça c’est du solide !


        • Bernard Dugué Bernard Dugué 5 octobre 10:24

          @popov

          Et quel est votre avis sur la matière condensée ?

          Connaissez-vous les travaux que Xia-Gang Wen ?


        • Bernard Dugué Bernard Dugué 5 octobre 10:24

          @Bernard Dugué

          Xiao


        • popov 5 octobre 13:17

          @Bernard Dugué

           
          J’ai quitté la recherche en physique de l’état solide, comme on disait à l’époque, il y a plus de 35 ans, pour travailler en informatique.
           
          Je me suis fait une liste d’idées à creuser, que je vais creuser dès que je prends ma retraite. C’est un domaine passionnant, on peut faire apparaître dans le réseau cristallin toutes sortes de particules exotiques qui ne peuvent exister dans le vide, et cela rien que par le calcul.

        • Ratatouille Ratatouille 5 octobre 10:29

          @Bernard Dugué et tous

          Avec les étranges matériaux du vivant comme par exemple les plumages des oiseaux dont la couleur durable n’est pas due à un pigment mais à une structure matérielle des plumes qui réfléchit la lumière..

          j’en apprend une bonne,et les papillons peut-être ???.
          .
          dans le livre de

          Tobie Nathan, Psychanalyse et copulation des insectes.

          On y découvre au chapitre la relation fusionnelle un papillon,les lépidoptères Balacra Hérona

          (lépidoptères Thyretidae) la possibilité de fusionner des segments génitaux durant

          l’accouplement .et forme ainsi pendant un moment un seul insecte hybride avec deux demi corps

          soudés 4 ailes et deux têtes..

          une sortes de limace de mer fait de même,mais complétement et forme une seul entité

          et se sépare à la fin de l’accouplement en deux entités séparé

          Je trouve cela hallucinant..

          DES APPLICATIONs EN BIOLOGIE ???????

          si vous avez des infos je prend


          • Bernard Dugué Bernard Dugué 5 octobre 10:40

            @Ratatouille

            En fait, il y a les deux, interférence du matériau des plumes avec la couleur, combinée parfois avec la pigmentation

            https://en.wikipedia.org/wiki/Structural_coloration

            Pour les applications en biologie, cela relève du futur. Il faut concevoir la vie comme un état de la matière, au même titre que les états de la matière condensée. Pour info, un physicien du Perimeter institute, Wen, a dénombré 500 états de la matière.


          • Ratatouille Ratatouille 5 octobre 10:52

            @Bernard Dugué
            ..
            merci de me répondre ,je vais voir ceci de plus prés .
            ma question était aussi à propos des insectes et limaces qui fusionnent leur corps.
            et se séparent ensuite en leurs propre entité.
             


          • Ratatouille Ratatouille 5 octobre 11:12
            un autre exemple de fusion
            Baudroie des abysses

            Le concept d’amour fusionnel ne trouve pas meilleure incarnation que chez la baudroie abyssale, qui l’applique littéralement. Ce poisson à l’allure impressionnante vit entre 1000 et 3000 m de profondeur, dans la complète obscurité des abysses. Il est particulièrement connu pour l’appendice lumineux qu’il porte au-dessus de sa tête, et qui lui permet d’attirer ses proies. Lorsque les scientifiques commencèrent à remonter des baudroies abyssales, ils furent surpris de ne trouver que des femelles, qui semblaient presque toutes avoir des petits parasites attachés à elles. Il s’avéra que ces « parasites » étaient en fait ce qu’il restait des mâles. Lorsqu’ils naissent, les mâles baudroies, beaucoup plus petits que les femelles, n’ont d’autre raison de vivre que de trouver une compagne. Et lorsqu’ils ont la chance d’en croiser une dans l’obscurité, ils s’accrochent à elle en la mordant, pour ne plus jamais lâcher prise. Commence alors un étonnant processus de fusion, au cours duquel le poisson va perdre progressivement ses organes pour se fondre dans le corps de sa partenaire. Il finira réduit à la plus simple expression de sa masculinité, en devenant une paire de testicules que la femelle utilisera lorsqu’elle souhaitera féconder ses œufs. Généralement, les baudroies abyssales sont donc affublées de plusieurs mâles plus ou moins fusionnés attachés au corps, ce qui, en plus de rappeler « The Thing », est un exemple assez radical de polyandrie.


            • L'enfoiré L’enfoiré 5 octobre 12:26

              Bravo pour l’éclaircissement établi dans ce billet.

              Le calculateur quantique est fragile vis à vis des éléments extérieur. 
              En arrivant à des température de froid extrême, par des matériaux isolants topologiques.toujours superconducteurs à conduire l’électricité sans résistance et des supers fluides qui s’écoulent sans viscosite
              Nous avons besoin de toujours de vitesse de calcul

              • zygzornifle zygzornifle 6 octobre 09:09
                des travaux sur l’étrange matière..... il a analysé le cerveau de sarko ou son slip ?

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