Bizarre ? Bizarre ! Diffusé le

Une histoire d’escalier…

Une simple pastille, un trou, un champ magnétique et voici l’expérience « bizarre » et fascinante de la quantification du flux dans un supraconducteur.  

Avec Julien Bobroff, physicien, Laboratoire de physique des solides, CNRS.

Un épisode de la série « Bizarre ? Bizarre ! ».

Réalisation : Caroline Ando , Barbara Vignaux

Production : Universcience

Année de production : 2019

Durée : 2min50

Accessibilité : sous-titres français

Une histoire d’escalier…

Bonjour, je m'appelle Julien Bobroff, je suis physicien est ma spécialité

c'est la physique quantique dans les solides,

Alors, la physique quantique en elle-même, elle est très bizarre, très étrange,

et si je cherche peut-être ce qui me fascine le plus en terme de bizarrerie

dans mon domaine, l'expérience la plus bizarre,

je crois que pour moi, c'est la quantification du flux dans un supraconducteur.

Alors dit comme ça, ça fait vraiment peur.

Un supraconducteur, on en a plein autour de nous,

dans la vie de tous les jours, mais on s'en rend pas compte

parce qu'il faut énormément les refroidir pour qu'ils deviennent supraconducteurs.

Alors j'en ai un par exemple dans ma poche,

c'est une pastille noire, vous voyez, ça c'est le meilleur supraconducteurs

qu'on sache faire actuellement.

C'est une céramique, et quand on la refroidit énormément,

elle devient supraconductrice, c'est-à-dire qu'elle fait parfaitement circuler le courant.

Elle fait léviter les aimants.

Déjà, ça en soit, c'est bizarre, mais on comprend très bien

et finalement quand on est physicien et habitué à ça, ça semble pas si bizarre.

Ce qui est vraiment bizarre, c'est quand on fait l'expérience suivante :

on prend ce matériau-là, on fait un trou dans avec une perceuse,

et puis on essaye d'approcher un aimant et de faire passer du champ magnétique.

Alors le champ magnétique, il va rentrer  par le petit trou,

mais ce qu'on va observer, c'est qu'il rentre par petits paquets.

pour avoir des sortes de petites marches d'escalier, quand on fait l'expérience.

Et ça, en soit, c'est pas si bizarre, parce qu'en physique quantique

on a tout le temps des marches d'escalier.

Le truc vraiment bizarre, c'est quand on mesure la hauteur des marches.

C'est toujours la même, et elle a une valeur absolument universelle.

Universelle, ça veut dire que si je prends une autre pastille,

par exemple faite en aluminium ou en étain ou en plomb,

que je fais un autre trou, plus petit, plus gros et je refais la même mesure,

je trouve exactement les mêmes paliers avec exactement la même valeur,

mais quand je dis la même valeur, c'est la même valeur avec dix chiffres

après la virgule.

et ça c'est quelque chose de complètement fascinant pour un physicien.

C'est l'émergence. L'émergence, c'est quoi ?

C'est l'idée que on peut pas réduire juste un objet comme ça aux atomes qui le composent.

On aimerait bien, c'est un peu ce rêve du physicien, tout ramener

à quelques particules élémentaires et quelques belles équations

qui permettent de tout comprendre.

Et bien là, en l'occurrence, même si vous comprenez très bien les atomes de cette pastille,

vous allez être incapable de comprendre pourquoi

on trouve toujours les mêmes marches alors qu'on change les atomes de la bastille.

On a là un effet collectif, universel, très profond

et qui échappe au point du réductionniste en physique.

Et puis en plus, un effet qui sert à quelque chose parce qu'il permet de calibrer les machines.

Parce qu'on a une mesure là, qu'on peut faire n'importe où dans le monde,

et qui donne toujours la même valeur.

et donc ce côté universel, ça va permettre par exemple de définir des unités.

Il se trouve que tout récemment on a redéfini le kilo,

notamment grâce à ce type de mesures,

et ce qui permet de définir un kilo partout sur Terre

sans dépendre d'un objet physique, et qu'on soit tous, à la fin, sûr d'avoir le même kilo,

qu'on soit sur Terre ou même dans l'Univers.

Si un jour on parle à des extraterrestres, eh bien on leur demandera de faire cette expérience,

de mesurer ce qu'ils trouvent, ce qui nous permettra, à distance,

de partager un même paramètre universel.

Réalisation : Caroline Ando , Barbara Vignaux

Production : Universcience

Année de production : 2019

Durée : 2min50

Accessibilité : sous-titres français