Ces batteries quantiques qui se chargent en un temps record

Publié par Redbran,
Source: Physical Review LettersAutres langues:
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Une étude, publiée le 14 décembre dans la revue Physical Review Letters, a mis en lumière un concept intriguant: des batteries quantiques capables de se charger en perturbant les lois conventionnelles de causalité.

Les batteries traditionnelles se chargent en convertissant l'énergie électrique en énergie chimique, impliquant un grand nombre d'électrons. Cependant, cette nouvelle recherche explore l'utilisation d'effets quantiques étranges pour développer des batteries qui se chargeraient plus rapidement et avec une plus grande efficacité.


En mécanique quantique, les règles qui régissent le monde de l'infiniment petit, la causalité - la relation entre cause et effet - n'est pas toujours linéaire. Yuanbo Chen, physicien à l'Université de Tokyo, explique qu'en théorie, des scénarios où 'A cause B' et 'B cause A' pourraient être vrais en même temps.

Le principe de superposition quantique permet aux particules d'exister dans de nombreux états différents à la fois, jusqu'à ce qu'elles soient observées et choisissent un état final. Cette propriété a conduit les physiciens à mener des expériences qui contredisent nos notions intuitives de possibilité, y compris des cas où une particule peut exister et ne pas exister simultanément en différents lieux.

En 2009, des physiciens ont utilisé un dispositif appelé interrupteur quantique pour observer un phénomène appelé ordre causal indéfini. Ils ont envoyé un photon dans deux chemins divergents, le divisant en deux versions possibles de lui-même, chacune empruntant un chemin différent. Selon le chemin emprunté par le photon, les physiciens ont appliqué deux processus différents dans un ordre différent.

Chen et ses collègues se sont demandés s'ils pouvaient intégrer cela dans une batterie quantique, un dispositif théorique capable de stocker l'énergie des photons et de se charger plus rapidement que les batteries électrochimiques conventionnelles. Ils ont comparé trois méthodes de charge: connecter deux chargeurs à une batterie séquentiellement, simultanément, ou dans une superposition rendant impossible de déterminer l'ordre d'entrée.

Leurs calculs ont montré que la méthode de superposition permettrait à un chargeur à faible puissance et causalement brouillé de délivrer plus d'énergie plus efficacement qu'un chargeur conventionnel à haute puissance.

Ils ont ensuite mené une expérience de preuve de concept utilisant la lumière. Après avoir soumis la lumière à deux entrées qui polariseraient les photons dans un ordre différent (A puis B ou B puis A) en fonction de leur chemin, ils ont mesuré la polarisation à la fin et ont découvert que les photons individuels avaient été causalement brouillés.

Bien que le défi suivant des scientifiques soit de créer une batterie quantique physique capable de stocker une charge, les premières preuves expérimentales d'une batterie quantique n'ont été publiées que l'année dernière, rendant sa réalisation encore incertaine dans un futur proche.
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