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Tout comprendre sur le prix Nobel de physique 2016

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Les trois chercheurs britanniques David Thouless, Duncan Haldane et Michael Kosterlitz ont reçu le Prix Nobel de Physique 2016 pour leurs travaux sur la matière, particulièrement sur les matériaux “exotiques”. “Leurs découvertes ont permis des avancées dans la compréhension théorique des mystères de la matière et créé de nouvelles perspectives pour le développement de matériaux innovants”, a écrit la Fondation Nobel.
Qui sont-ils ? Sur quoi reposent leurs travaux ? Quelles avancées leur doit-on ? Que vont-elles nous apporter ?
Petit guide facile et rapide d’Euronews pour tout comprendre sur le prix Nobel de physique 2016.



Qui sont-ils ?



Les trois scientifiques de nationalité britannique, vivent et travaillent aux Etats-Unis.


David Thouless

  • Né en 1934 en Ecosse, près de Glasgow
  • Professeur émérite à l’université de Washington à Seattle

Duncan Haldane

  • Né à Londres, en 1951
  • Enseigne à l’université de Princeton (New Jersey)

Michael Kosterlitz

  • né en 1942 à Aberdeen, en Ecosse
  • De l’université Brown à Providence


*En quoi consistent leurs travaux ? *



Place à la science, les trois chercheurs ont été récompensés “pour les découvertes théoriques des transitions de la phase topologique et des phases topologiques de la matière”, a indiqué le jury.

Plus précisément: longueur, largeur et hauteur sont les trois dimensions de la matière que nous connaissons tous. Mais, dans leurs recherches théoriques, Kosterlitz et Thouless se sont concentrés sur les formes plates ou en deux dimensions de la matière, par exemple sur des surfaces planes ou des couches extrêmement minces.
“Haldane a quant à lui, étudié de la matière constituée de fils très minces assimilés à des entités unidimensionnelles.”: http://www.lemonde.fr/prix-nobel/article/2016/10/04/le-prix-nobel-de-physique-attribue-a-david-thouless-duncan-haldane-et-michael-kosterlitz_5007939_1772031.html

Ils 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”, a expliqué le jury qui a décerné le Prix Nobel.

Ces explications, grâce à des modèles mathématiques, du comportement de matériaux “exotiques”, devraient permettre dans un avenir plus ou moins proche de créer des ordinateurs surpuissants.



Quelles avancées ?



MM. Thouless, Haldane et Kosterlitz ont étudié les “isolants topologiques”, une nouvelle forme de matériaux dont la connaissance a énormément progressé ces dix dernières années. “Les lauréats de cette année ont ouvert la voie à un monde inconnu où la matière peut passer par des états étranges”, a écrit la Fondation Nobel et ajoute : “leurs découvertes ont créé de nouvelles perspectives pour le développement de matériaux innovants”.

Pour Laurent Levy, professeur de physique à l’université de Grenoble-Alpes : “leur découverte a entrainé une révolution conceptuelle. Ils ont introduit des idées nouvelles en physique qui ont, après, permis de donner lieu à des tas de nouvelles découvertes”, explique-t-il.
Ces matériaux superconducteurs et/ou superfluides, objet de leurs travaux, offrent des possibilités révolutionnaires pour concevoir des ordinateurs quantiques.
Les grands groupes informatiques et les laboratoires de recherche travaillent depuis des années sur les ordinateurs quantiques, qui seraient beaucoup plus puissants que les ordinateurs actuels. L’information la plus élémentaire des ordinateurs actuels est un “bit”, forcément binaire (0 ou 1). Un ordinateur quantique utiliserait des “quantum bits” ou “qubits” capables d’avoir plusieurs valeurs en même temps.

La principale difficulté pour concevoir un tel ordinateur quantique est qu’il est particulièrement fragile: il faut isoler individuellement toutes ses particules des influences extérieures afin de préserver leur état quantique, ce qui nécessite des températures très basses, des chambres protégées contre les rayonnements électromagnétiques, etc.
Or les “isolants topologiques” ont la particularité de conserver leurs propriétés dans des états “étranges”, notamment le froid extrême.

Avec AFP

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