Batteries quantiques se rechargent en redéfinissant le temps
La causalité joue un rôle crucial dans la formation de notre réalité ; par exemple, faire tomber un verre entraîne sa casse, et il ne peut pas se casser avant d’être tombé. Cependant, dans le domaine quantique, ces principes ne sont pas toujours vrais. Les scientifiques ont illustré comment ce comportement particulier peut être utilisé pour charger une batterie quantique.
On pourrait soutenir que, d’une certaine manière, les batteries quantiques tirent leur puissance de paradoxes. Théoriquement, elles fonctionnent en stockant de l’énergie dans les états quantiques des atomes et des molécules. Cependant, étant donné la nature intrinsèquement étrange associée au terme “quantique”, une étude récente suggère que ces batteries pourraient fonctionner en défiant notre compréhension conventionnelle de la cause à effet.
Batteries Chimiques vs Batteries Quantiques
“Les batteries conventionnelles pour les appareils à faible puissance, comme les smartphones ou les capteurs, reposent généralement sur des produits chimiques tels que le lithium pour le stockage de charge. En revanche, une batterie quantique utilise des particules microscopiques, comme des ensembles d’atomes”, a expliqué Yuanbo Chen, auteur de l’étude.
“Tandis que les batteries chimiques suivent les lois classiques de la physique, les particules microscopiques exhibent un comportement quantique. Cela ouvre des possibilités pour explorer des utilisations non conventionnelles, remettant en question notre compréhension intuitive des phénomènes à petite échelle. Je suis particulièrement intrigué par la manière dont les particules quantiques peuvent défier l’une de nos expériences fondamentales – le temps.”
Dans le domaine de la physique classique, qui régit nos expériences à grande échelle, la causalité suit un chemin linéaire. En utilisant l’analogie précédente, faire tomber un verre (Événement A) entraîne sa casse (Événement B), et cette relation de cause à effet ne peut pas être inversée. Le verre n’est pas tombé parce qu’il était déjà cassé. Cependant, dans le domaine particulier de la physique quantique, de telles limitations ne s’appliquent pas nécessairement. Intégrer ce paradoxe dans une batterie quantique offre le potentiel d’améliorer l’efficacité en exploitant ces principes non conventionnels.
Le rôle de l’ordre causal indéfini (ICO)
Dans la récente recherche, des chercheurs de l’Université de Tokyo ont réalisé une expérience en laboratoire utilisant des lasers, des lentilles et des miroirs, fonctionnant efficacement comme une batterie quantique à grande échelle. La charge de batterie traditionnelle implique généralement plusieurs étapes de charge séquentielles. Cependant, dans cette étude, l’équipe a exploité un phénomène quantique appelé l’ordre causal indéfini (ICO). Fondamentalement, en induisant le système dans une superposition quantique, l’ordre causal peut simultanément exister dans les deux directions. Cette propriété unique permet à plusieurs étapes de charge de fonctionner simultanément plutôt que séquentiellement.
“Grâce à l’utilisation de l’ICO, nous avons montré que le processus de charge d’une batterie composée de particules quantiques peut influencer significativement ses performances”, a expliqué Chen. “Nous avons observé des améliorations substantielles à la fois dans l’énergie stockée dans le système et son efficacité thermique. De manière intéressante, nous avons découvert un effet contre-intuitif selon lequel un chargeur de moindre puissance pouvait fournir des énergies plus élevées avec une plus grande efficacité par rapport à un chargeur de puissance similaire plus élevée utilisant la même configuration.”
La compréhension des batteries quantiques peut être un défi pour beaucoup, mais il y a un potentiel pour qu’elles deviennent une réalité à l’avenir. Actuellement, elles existent uniquement sous forme d’expériences en laboratoire, les scientifiques examinant systématiquement différentes facettes. L’objectif ultime est d’assembler les différents composants et mécanismes, créant éventuellement une batterie quantique fonctionnelle et pratique.
Lire l’article original sur : New Atlas
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