Une Alternative à l’Énergie Nucléaire
Pour lutter contre les émissions responsables du changement climatique, et développer des méthodes de production d’énergie plus durables, de nombreux gouvernements et entreprises du monde entier se tournent vers les énergies renouvelables. Alors que les énergies solaire et éolienne progressent et gagnent en popularité, des scientifiques étudient une nouvelle possibilité : la stabilisation de la fusion nucléaire comme source d’énergie vraiment renouvelable, surpassant les options actuelles.
Une Source d’Énergie Prometteuse
Et si une source d’énergie encore plus performante existait, potentiellement moins instable que la fusion nucléaire ? C’est ce qu’ont exploré des chercheurs de l’Université de Tel Aviv et de l’Université de Chicago dans une étude récente publiée dans la revue Nature. Selon Marek Karliner et Jonathan Rosner, cette nouvelle source d’énergie proviendrait de la fusion de quarks, des particules subatomiques créées lors de collisions d’atomes à haute vitesse dans le Grand collisionneur de hadrons (LHC).
Ces quarks, après s’être séparés de leurs atomes parentaux, continuent d’interagir entre eux, fusionnant en particules appelées baryons. Les deux chercheurs ont constaté que la fusion de quarks peut générer une énergie considérablement plus importante que celle produite par la fusion de l’hydrogène. Ils se sont particulièrement intéressés à la configuration des quarks fusionnés, qui formant un baryon doubly-charmed. Cette fusion nécessite 130 MeV d’énergie pour produire ces baryons spéciaux, libérant au passage 12 MeV de plus. En se concentrant sur des quarks plus lourds, ceux appelés bottom quarks, qui exigent 230 MeV pour fusionner, ils ont découvert que le baryon résultant pourrait générer environ 138 MeV d’énergie nette, ce qui est près de huit fois la production de la fusion de l’hydrogène.
Moins Risqué que le Nucléaire
Bien que Karliner et Rosner aient d’abord hésité à publier leurs résultats, inquiets notamment du fait que la fusion de l’hydrogène alimente les bombes à hydrogène, ces craintes ont diminué. Au cours d’études ultérieures, ils ont réalisé que les quarks ne persistent que pendant une fraction de seconde, soit environ un picoseconde. Un temps trop court pour provoquer une réaction en chaîne permettant de générer davantage de baryons, car ces quarks se désintègrent rapidement en particules plus légères, moins volatiles.
Cela étant dit, cette propriété rend la fusion de quarks encore largement théorique. Dans le résumé de leur étude, les chercheurs ont suggéré des configurations expérimentales pour observer les particularités exothermiques de la fusion de deux baryons à quarks lourds, tout en précisant que la durée de vie très brève des quarks bottom et charm empêche actuellement toute application pratique.
Bien que la fusion de quarks bottom n’ait pas encore été réalisée, les chercheurs estiment que cela serait techniquement faisable avec le LHC. Leur étude révèle ainsi une nouvelle source d’énergie potentiellement renouvelable, et peut-être même plus puissante que tout ce qui existe actuellement. Les théories sont sur la bonne voie ; il ne reste plus qu’à développer la technologie nécessaire pour transformer cette fusion de quarks en une réalité tangible.
FAQ
Qu’est-ce qu’un quark ?
Les quarks sont des particules élémentaires qui constituent les protons et les neutrons. Ils se combinent pour former des baryons et mesons, jouant ainsi un rôle fondamental dans la structure de la matière.
Que signifie « fusion nucléaire » ?
La fusion nucléaire est un processus où des noyaux atomiques légers s’assemblent pour former des noyaux plus lourds, libérant une grande quantité d’énergie. C’est ce qui se produit au centre des étoiles, y compris notre soleil.
Pourquoi la fusion de quarks est-elle considérée comme moins dangereuse ?
Étant donné que les quarks se désintègrent en très peu de temps, il est difficile de créer des réactions en chaîne potentielles, limitant ainsi le risque d’explosions ou d’autres effets néfastes.
Quelles sont les applications potentielles de la fusion de quarks ?
Si la fusion de quarks devient réalisable, elle pourrait fournir une source d’énergie propre et abondante, ouvrant la voie à une réduction significative de notre dépendance aux combustibles fossiles et aux sources d’énergie moins durables.
Quels sont les défis actuels de la recherche sur la fusion de quarks ?
Les défis principaux consistent à créer un environnement contrôlé où les quarks peuvent fusionner de manière stable mais efficace, ainsi qu’à allonger le temps de vie des quarks pour permettre une manipulation et observation des réactions.
