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Une révélation que les scientifiques ont hésité à dévoiler: les physiciens de l'Université de Tel-Aviv ont découvert une source d'énergie 10 fois plus puissante que l'énergie nucléaire

Les Prof. Marek Karliner de l'École de physique et d'astronomie de l'Université de Tel-Aviv et Jonathan Rosner de l'Université de Chicago ont constaté que la fusion des particules élémentaires qui constituent les protons et les neutrons, connus sous le nom de quarks, produit une énergie 10 fois supérieure à celle de la fusion nucléaire, et donc de celle qui se déroule dans une bombe à hydrogène. Mais, bien que la découverte suscite un grand intérêt sur le plan théorique, elle ne peut avoir aucune implication dangereuse pratique, nous rassurent les chercheurs.

nuclear bomb 580Avec le pouvoir de la connaissance vient aussi une grande responsabilité. La découverte de la fission nucléaire dans les années 30 du siècle dernier a donné naissance à des applications merveilleuses et à d'autres horribles : l'énergie nucléaire d'une part,  plus propre que la combustion du charbon ou du carburant, et l'arme nucléaire de l'autre, la plus destructrice de l'histoire de l'humanité.

Aussi, lorsque les Prof. Marek Karliner et Jonathan Rosner ont réussi à calculer la quantité d'énergie qui peut être produite à partir de la fusion de différents types de quarks, particules élémentaires qui comptent parmi les éléments les plus basiques de la matière de l'univers, et ont constaté qu'elle est peut être 10 fois plus grande que celle produite par la fusion nucléaire, nul ne s'étonnera qu'ils aient envisagé de garder leur découverte secrète.

Fusion des quarks

"La fusion nucléaire est un processus connu, au cours duquel deux noyaux atomiques fusionnent, émettant de l'énergie. Cette réaction se produit de manière naturelle au cœur de la plupart des étoiles de l'univers, comme notre soleil; malheureusement les humains ont appris à l'utiliser dans les bombes à hydrogène", explique le Prof. Karliner. "Aujourd'hui on fait des expériences pour utiliser ce processus pour produire de l'énergie par fusion nucléaire, mais elles n'ont pas atteint le niveau industriel. Parallèlement, les scientifiques se demandent depuis longtemps s'il existe aussi un processus de fusion entre des particules plus petites encore: les quarks, éléments de base de la matière de l'univers. Les quarks peuvent être légers ou lourds; il en existe 6 sortes, qui se relient entre elles pour former d'autres particules, notamment les baryons dont les représentants les plus connus sont les protons et les neutrons qui se trouvent dans le noyaux atomique".

marek karliner AIl y a quelques mois seulement, des spécialistes de physique expérimentale de l'accélérateur de particules du CERN près de Genève, ont découvert une nouvelle sorte de baryons contenant deux quarks lourds, du type dit "charmé" et un quark léger. La masse de la nouvelle particule avait d'ailleurs était prédite avec exactitude dès 2014 par le Prof. Karliner et son collègue américain. La découverte expérimentale, qui confirme la prédiction théorique, a fait des vagues dans la communauté scientifique mondiale.

Le Prof. Karliner et le Prof. Rosner ont compris que la mesure précise de la masse de cette nouvelle particule leur permettait pour la première fois de simuler le processus de fusion au niveau des quarks, et d'en calculer les résultats. "Nous avons calculé ce qui se passe lorsqu'un baryon du type de celui découvert dans l'accélérateur du CERN est produit par la fusion de deux baryons contenant chacun un quark 'charmé' ", explique le Prof. Karliner. " Dans le cas d'une telle fusion les quarks se relient en fait de manière beaucoup plus efficace: les deux quarks lourds, qui étaient auparavant complètement séparés, se lient puissamment ensemble, émettant une grande quantité d'énergie. En d'autres termes, la liaison plus efficace des quarks à l'intérieur des baryons libère de l'énergie, tout comme c'est le cas pour les protons et les neutrons dans le processus de fusion nucléaire normal".

Impossible d'accumuler la "matière première"

" Compte tenu de la masse des particules concernées, avant et après la fusion, il est possible de calculer avec précision la quantité d'énergie émise, en utilisant la formule bien connue d'Albert Einstein, e = mc²". Le calcul a montré que la quantité d'énergie émise par la fusion de deux baryons contenant un quark charmé est de 12 millions d'électrons-volts, quantité similaire à celle émise par la fusion nucléaire de deux isotopes lourds de l'hydrogène.

Les chercheurs ont ensuite cherché à calculer ce qui se passerait dans le cas de la fusion de deux quarks du type "bottom" ( en bas), 3 fois plus lourds que les quarks charmés. Dans la mesure où leur prévision de la masse du baryon à deux quarks charmés découvert au CERN s'était avérée exacte, ils se sont appuyés sur une autre prévision du même article de 2014 concernant cette fois la masse du baryon à quarks "bottom". Le calcul a montré que la quantité d'énergie produite dans un tel cas est presque 10 fois supérieure à celle produite par la fusion nucléaire.

"Il est important de souligner que même si nos résultats ont suscité un grand intérêt sur le plan théorique, ils ne peuvent pas avoir d'application pratique", conclut le Prof. Karliner. " La fusion nucléaire qui se produit dans un réacteur géant comme celui du CERN, ou dans une bombe à hydrogène, est une réaction en chaîne résultant de l'accumulation de particules innombrables, créant une énorme quantité d'énergie. Rien de tel n'est possible dans le cas de la fusion de quarks lourds, justement parce qu'il n'est pas possible d'accumuler la "matière première" nécessaire au processus de fusion. Les quarks lourds se décomposent en un dixième de picoseconde (billionnième de seconde) après leur création. Si nous avions pensé un instant que notre découverte pourrait avoir une quelconque application dangereuse, nous ne l'aurions pas publié ".

 

Cet article a été publié sur Siliconwadi.fr sous le titre: "Israël: découverte d'une énergie 10 fois plus puissante que le nucléaire"