Merci Albert !
2005/09/01 Rementeria Argote, Nagore - Elhuyar Zientziaren Komunikazioa Iturria: Elhuyar aldizkaria
Einstein était un physicien théorique, purement théorique, mais ses théories ont eu une application pratique. Quand il expliqua le rapport entre matière et énergie, par exemple, Einstein lui-même avait clairement que l'énergie propre des atomes pouvait être utilisée comme source d'énergie. Peut-être ce que je ne m'attendais pas, au moins au début, c'était qu'il soit utilisé à des fins militaires. Et, précisément, la bombe atomique était l'application la plus connue des théories d'Einstein, qui a rejeté avec dureté.
Il a sévèrement condamné la bombe atomique à exploser pendant la Seconde Guerre mondiale. Mais dans ce massacre Einstein a aussi eu une certaine culpabilité. Quelques années auparavant, un groupe de scientifiques, dont Einstein lui-même, écrivit une lettre au président des États-Unis, Franklin Roosevelt, dans laquelle ils prétendaient que l'Allemagne nazie s'efforçait d'expulser l'uranium-235. C'est en 1939 et pour l'année suivante, le projet Manhattan a été lancé.
Dans le projet Manhattan, le gouvernement américain a réuni un groupe de scientifiques. Là étaient, entre autres, les physiciens prestigieux Robert Oppenheimer et Enrico Fermi, pas Einstein. L'objectif est de déboguer avant les Allemands l'uranium-235 et de construire la bombe atomique.
Il faudra voir que lorsqu’il a découvert le visage d’Einstein, les Américains ont fait exploser les bombes atomiques au Japon. Il a ensuite travaillé dur pour la paix et a été un entrepreneur contre l'armement atomique.
Théorie, applications et autres aspects
Einstein n'a pas connu d'autres applications. Et c'est qu'Einstein, Einstein, Planck et les physiciens suivants, bien sûr, nous devons beaucoup d'outils et de technologies. L'électronique, par exemple. L'étape fondamentale pour le développement de l'électronique a été faite en 1947: le transistor a été inventé.
L'invention du transistor est due à l'avancement de la physique théorique, qui, en définitive, a contribué à surmonter les difficultés qu'avait la théorie quantique pour qu'un instrument de ces caractéristiques fonctionne. Et Einstein a eu à voir avec le développement de la mécanique quantique. Quoi qu'il en soit, il ne croyait pas entièrement, ou plutôt, il ne voulait pas croire les conséquences philosophiques de la théorie quantique. Ses discussions avec Bohr ont été célèbres pour l'inexactitude de la mécanique quantique, qui a eu lieu en 1927-1930.
Au fil du temps, cependant, il a dû accepter que la théorie expliquait avec précision le monde subatomique et qu'elle était la théorie la plus «réussie» de l'époque. Bien qu'il soit resté très critique avec la mécanique quantique.
Il ne considérait pas assez cette théorie qui n'établissait que des probabilités, la théorie quantique. Il a cherché une théorie expliquant comment les atomes pouvaient agir, mais comment ils allaient agir. L'objectif qu'il avait dans les dernières années de sa vie était de chercher une théorie unificatrice de toutes les lois, une théorie unifiée qui servirait dans n'importe quelle situation, tant pour les atomes que pour les galaxies, au niveau subatomique, microscopique et macroscopique... de bas en haut niveau. Cependant, il ne l'a pas réussi, et il n'a pas encore été obtenu — beaucoup de physiciens le questionnent.
Indépendamment de la théorie unifiée, la mécanique quantique a été suffisante pour surmonter les obstacles avec lesquels le transistor a été construit. On a expliqué la conductivité des matériaux, pourquoi certains matériaux sont conducteurs et d'autres pas, en développant le concept d'orbitale des électrons. Et pour faire le noyau du transistor, des matériaux de conductivité différente ont été utilisés.
Comme il a été dit, l'étape de base de l'électronique était le transistor, qui a été basé sur la fabrication d'appareils électroniques, des premières stations à l'ordinateur le plus rapide de l'actualité.
Éclairage d'éclairage
Le point de départ d'Einstein était l'explication de l'effet photoélectrique sur la quantique. Il est vrai que Planck a expliqué la même idée cinq ans plus tôt (1900): la lumière était organisée en particules discrètes, tant pour la lumière que pour le photon. Mais il semble qu'Einstein ait compris l'idée dans son intégralité : la lumière n'est pas organisée en photons, la lumière elle-même est formée de photons.
Les appareils photo numériques présents dans le bogie sont basés, par exemple, sur l'effet photoélectrique : la lumière (le photon) extrait les électrons d'un métal. Le capteur d'image de l'appareil photo numérique exploite cet effet.
Le capteur d'image remplit la même fonction que le film photo des caméras conventionnelles. Il se trouve à l'arrière de l'ouverture, où la lumière de l'image à capturer devient signal électrique. Ce signal électrique est traité, converti en données d'image et stocké sur la carte mémoire.
Le capteur de conversion de lumière en signal électrique se compose d'électrodes, une pour chaque pixel de l'image. Lorsque la lumière atteint une électrode en raison de l'effet photoélectrique, le métal de l'électrode libère des électrons et, par différence de potentiel, la quantité de lumière correspondant à chaque point de la figure est mesurée. Les informations recueillies sont en noir et blanc (niveaux de gris), avec des filtres et d'autres outils pour la conversion en couleur.
À la lumière du laser
D'autre part, la clarification de la nature de la lumière a également permis le laser (1960). Einstein a expliqué l'interaction entre les électrons et les photons, ce qui a permis d'obtenir un rayonnement monochrome cohérent, un faisceau de lumière d'une seule longueur d'onde, qui est finalement le laser, par une émission de photons stimulée.
Il est à noter la quantité d'articles pour lesquels le laser est utilisé, qui est actuellement utilisé dans presque tous les domaines de l'industrie et qui se trouve dans la vie quotidienne. Mais les applications n'arrivèrent plus à trouver le laser, il fallut une vingtaine d'années pour réaliser les premières applications.
Par exemple, grâce au laser, nous avons actuellement des lecteurs de CD, des imprimantes laser et des lecteurs de codes à barres. En médecine prend la place du scalpel traditionnel en neurochirurgie et est utilisé dans les opérations des vaisseaux sanguins, ainsi que pour corriger la myopie et l'astigmatisme. En fait, avec les rayons laser, les tissus sont coupés de manière précise et propre.
Et pour les matériaux durs. Dans l'industrie, par exemple, il est utilisé pour couper les pièces; son principal inconvénient par rapport à la coupe mécanique est qu'il a besoin de beaucoup d'énergie, sinon il est mieux. Le laser est utilisé non seulement pour couper des pièces mais aussi pour faire le contraire, c'est-à-dire pour souder. Comme vous pouvez le voir, le soudage laser est l'une des méthodes de soudage les plus précises et les plus innovantes.
Le laser a également permis la fabrication de spectroscopes très sensibles, comme le spectroscope Raman, pour détecter des molécules spécifiques. Il est clair que le laser est devenu un outil indispensable dans les nouvelles technologies.
Dans le futur Einstein
L'utilisation du laser continue de provoquer une longue corde. Par exemple, en raison du projet ITER, il sera également utilisé dans la fusion du noyau dans la bouche de tous ou dans la fusion nucléaire. Les impulsions laser amplifiées sont dirigées vers le tritium et le deutérium afin de les fusionner et d'obtenir une source d'énergie efficace.
Cependant, la fusion n'a pas encore été rendue effective, car l'énergie utilisée pour la fusion de tritium et de deutérium est supérieure à celle qui suit. Mais aucun effort ne manquera à l'avenir.
Une autre découverte en cours est le laser atomique, une série d'atomes de la même énergie. Il vient de faire la première étape: Le condensat de Bose-Einstein a été obtenu. Dans le condensat Bose-Einstein, tous les atomes ont la même énergie (au laser comme les photons). Une fois libérés les atomes du condensat, on devra réussir à maintenir cette propriété pour la réalisation du laser atomique.
Et, comme cela s'est passé au début avec le laser, il n'est pas clair quelles applications vous allez avoir, pour cela, vous devez maîtriser le processus et faire laser atomique. En tout cas, il est certain que les découvertes seront étonnantes.
Dans le processus d'obtention du condensat Bose-Einstein, des pièges atomiques et des températures très basses ont été utilisés près du zéro absolu (0 Kelvin ou –273,15ºC). Cela permet à l'énergie de tous les ions de descendre au même niveau, en se situant dans le même état quantique, obtenant ainsi une disposition très particulière de la matière.
Ce phénomène a été annoncé en 1920 par Satyendra Nath Bos et Einstein, qui a mis la base avec le travail sur la mécanique statistique des photons, qui a généralisé Einstein. En définitive, ils ont décrit la distribution statistique de certaines particules subatomiques, les bosons. Les bosons, comme les photons et les noyaux hélium-4, sont des particules identitaires ou inséparables et peuvent avoir le même état quantique.
Ainsi, Einstein pensait que lorsque les atomes bosomiques sont placés à une température très basse ils se condensent dans l'état quantique inférieur, et que c'est un autre état de la matière (jusque-là inconnue): l'état de superflu. Les fluides sont particulièrement intéressants en raison de leur absence de viscosité. Par rapport aux autres situations de la matière, les superflus sont très instables, il est donc considéré que pour l'instant aucune application ne sera trouvée.
Eh bien, bien que la théorie ait été connue il y a longtemps, jusqu'en 1995 le véritable Bose-Einstein condensé en laboratoire n'a pas été obtenu. Les auteurs (Cornell et Wieman) ont reçu en 2001 le prix Nobel de physique avec un autre physicien. Pour obtenir le condensat, les atomes de rubidium-87 ont été placés à 170 nanocelvines.
Comme cela a été dit, le laser atomique ne sera pas encore exécuté et vous ne pouvez pas dire quelles utilisations vous allez avoir. Mais une petite avance: Il a été prouvé que le condensat de Bose-Einstein ralentit la vitesse de la lumière, et ils disent qu'il peut agir comme un trou noir, qui sera en quelque sorte utilisé à l'avenir pour stocker et libérer la lumière.
XXI. Au XXe siècle, l'influence d'Einstein et de ses contemporains est aussi immense en physique. Merci Albert !
