{"id":451043,"date":"2024-05-14T08:16:22","date_gmt":"2024-05-14T06:16:22","guid":{"rendered":"https:\/\/www.eenewseurope.com\/?p=451043"},"modified":"2024-05-14T08:16:22","modified_gmt":"2024-05-14T06:16:22","slug":"recherche-quantique-un-refrigerateur-de-laboratoire-refroidit-plus-vite-avec-moins-denergie","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.ecinews.fr\/fr\/recherche-quantique-un-refrigerateur-de-laboratoire-refroidit-plus-vite-avec-moins-denergie\/","title":{"rendered":"Recherche quantique: un r\u00e9frig\u00e9rateur de laboratoire refroidit plus vite avec moins d&rsquo;\u00e9nergie"},"content":{"rendered":"<h3><span style=\"font-size: 16px;\">L&rsquo;am\u00e9lioration de la r\u00e9frig\u00e9ration profitera \u00e0 l&rsquo;informatique quantique, \u00e0 l&rsquo;astronomie, aux supraconducteurs et \u00e0 d&rsquo;autres applications.<\/span><\/h3>\n<ul>\n<li>Des scientifiques ont consid\u00e9rablement r\u00e9duit le temps et l&rsquo;\u00e9nergie n\u00e9cessaires pour refroidir des mat\u00e9riaux \u00e0 des temp\u00e9ratures proches du z\u00e9ro absolu.<\/li>\n<li>Leur prototype de r\u00e9frig\u00e9rateur pourrait s&rsquo;av\u00e9rer une aubaine pour l&rsquo;industrie quantique en plein essor, qui utilise largement des mat\u00e9riaux ultrafroids.<\/li>\n<li>Le NIST travaille actuellement avec un partenaire industriel pour commercialiser le r\u00e9frig\u00e9rateur.<\/li>\n<\/ul>\n<p>Au USA, des chercheurs du National Institute of Standards and Technology (NIST), ont r\u00e9ussi en modifiant un r\u00e9frig\u00e9rateur couramment utilis\u00e9 dans la recherche et l&rsquo;industrie \u00e0 consid\u00e9rablement r\u00e9duire le temps et l&rsquo;\u00e9nergie n\u00e9cessaires pour refroidir des mat\u00e9riaux \u00e0 quelques degr\u00e9s au-dessus du z\u00e9ro absolu. Les scientifiques affirment que leur prototype, qu&rsquo;ils s&rsquo;efforcent actuellement de commercialiser avec un partenaire industriel, pourrait permettre d&rsquo;\u00e9conomiser chaque ann\u00e9e une puissance estim\u00e9e \u00e0 27 millions de watts, 30 millions de dollars de consommation \u00e9lectrique mondiale et suffisamment d&rsquo;eau de refroidissement pour remplir 5 000 piscines olympiques.<\/p>\n<p>Qu&rsquo;il s&rsquo;agisse de stabiliser les qubits (l&rsquo;unit\u00e9 d&rsquo;information de base d&rsquo;un ordinateur quantique), de pr\u00e9server les propri\u00e9t\u00e9s supraconductrices des mat\u00e9riaux ou de maintenir le t\u00e9lescope spatial James Webb de la NASA suffisamment froid pour observer le ciel, la r\u00e9frig\u00e9ration ultrafroide est essentielle au fonctionnement de nombreux appareils et capteurs. Pendant des d\u00e9cennies, le r\u00e9frig\u00e9rateur \u00e0 tube d&rsquo;impulsion (PTR) a \u00e9t\u00e9 l&rsquo;appareil de r\u00e9f\u00e9rence pour atteindre des temp\u00e9ratures aussi froides que le vide de l&rsquo;espace extra-atmosph\u00e9rique.<\/p>\n<p>Ces r\u00e9frig\u00e9rateurs compriment (chauffent) et dilatent (refroidissent) cycliquement l&rsquo;h\u00e9lium gazeux \u00e0 haute pression pour obtenir le \u00ab\u00a0grand froid\u00a0\u00bb, de mani\u00e8re largement analogue \u00e0 la fa\u00e7on dont un r\u00e9frig\u00e9rateur domestique utilise la transformation du fr\u00e9on de liquide en vapeur pour \u00e9liminer la chaleur. Depuis plus de 40 ans, le PTR a prouv\u00e9 sa fiabilit\u00e9, mais il est \u00e9galement gourmand en \u00e9nergie, consommant plus d&rsquo;\u00e9lectricit\u00e9 que n&rsquo;importe quel autre composant d&rsquo;une exp\u00e9rience \u00e0 ultra-basse temp\u00e9rature.<\/p>\n<p><img decoding=\"async\" class=\"alignnone wp-image-450948 lazyload\" data-src=\"https:\/\/www.eenewseurope.com\/wp-content\/uploads\/2024\/05\/Screen-Shot-2024-05-13-at-14.46.28-300x181.png\" alt=\"\" width=\"481\" height=\"290\" data-srcset=\"https:\/\/www.ecinews.fr\/wp-content\/uploads\/2024\/05\/Screen-Shot-2024-05-13-at-14.46.28-300x181.png 300w, https:\/\/www.ecinews.fr\/wp-content\/uploads\/2024\/05\/Screen-Shot-2024-05-13-at-14.46.28-1024x618.png 1024w, https:\/\/www.ecinews.fr\/wp-content\/uploads\/2024\/05\/Screen-Shot-2024-05-13-at-14.46.28-768x463.png 768w, https:\/\/www.ecinews.fr\/wp-content\/uploads\/2024\/05\/Screen-Shot-2024-05-13-at-14.46.28.png 1080w\" data-sizes=\"(max-width: 481px) 100vw, 481px\" src=\"data:image\/svg+xml;base64,PHN2ZyB3aWR0aD0iMSIgaGVpZ2h0PSIxIiB4bWxucz0iaHR0cDovL3d3dy53My5vcmcvMjAwMC9zdmciPjwvc3ZnPg==\" style=\"--smush-placeholder-width: 481px; --smush-placeholder-aspect-ratio: 481\/290;\" \/><\/p>\n<p>Lorsque Ryan Snodgrass, chercheur au NIST, et ses coll\u00e8gues ont examin\u00e9 le r\u00e9frig\u00e9rateur de plus pr\u00e8s, ils ont d\u00e9couvert que les fabricants avaient con\u00e7u l&rsquo;appareil pour qu&rsquo;il ne soit \u00e9conome en \u00e9nergie qu&rsquo;\u00e0 sa temp\u00e9rature finale de fonctionnement de 4 kelvins (K), c&rsquo;est-\u00e0-dire 4 degr\u00e9s au-dessus du z\u00e9ro absolu. L&rsquo;\u00e9quipe a constat\u00e9 que ces r\u00e9frig\u00e9rateurs sont extr\u00eamement inefficaces \u00e0 des temp\u00e9ratures plus \u00e9lev\u00e9es, ce qui est un probl\u00e8me majeur car le processus de refroidissement commence \u00e0 la temp\u00e9rature ambiante.<\/p>\n<p>Au cours d&rsquo;une s\u00e9rie d&rsquo;exp\u00e9riences, M. Snodgrass, ainsi que les scientifiques du NIST Joel Ullom, Vincent Kotsubo et Scott Backhaus, ont d\u00e9couvert qu&rsquo;\u00e0 temp\u00e9rature ambiante, l&rsquo;h\u00e9lium gazeux \u00e9tait soumis \u00e0 une pression si \u00e9lev\u00e9e qu&rsquo;une partie \u00e9tait expuls\u00e9e par une soupape de s\u00fbret\u00e9 au lieu d&rsquo;\u00eatre utilis\u00e9e pour le refroidissement. En modifiant les connexions m\u00e9caniques entre le compresseur et le r\u00e9frig\u00e9rateur, l&rsquo;\u00e9quipe s&rsquo;est assur\u00e9e qu&rsquo;aucune partie de l&rsquo;h\u00e9lium ne serait gaspill\u00e9e, am\u00e9liorant ainsi consid\u00e9rablement l&rsquo;efficacit\u00e9 du r\u00e9frig\u00e9rateur.<\/p>\n<p>En particulier, les chercheurs ont ajust\u00e9 en permanence une s\u00e9rie de vannes qui contr\u00f4lent la quantit\u00e9 d&rsquo;h\u00e9lium gazeux circulant entre le compresseur et le r\u00e9frig\u00e9rateur. Ils ont d\u00e9couvert qu&rsquo;en permettant aux valves d&rsquo;avoir une plus grande ouverture \u00e0 temp\u00e9rature ambiante, puis en les fermant progressivement au fur et \u00e0 mesure du refroidissement, ils pouvaient r\u00e9duire le temps de refroidissement \u00e0 une valeur comprise entre la moiti\u00e9 et le quart de ce qu&rsquo;elle est aujourd&rsquo;hui. Actuellement, les scientifiques doivent attendre un jour ou plus pour que les nouveaux circuits quantiques soient suffisamment froids pour \u00eatre test\u00e9s. \u00c9tant donn\u00e9 que les progr\u00e8s de la recherche scientifique peuvent \u00eatre limit\u00e9s par le temps n\u00e9cessaire pour atteindre les temp\u00e9ratures cryog\u00e9niques, le refroidissement plus rapide fourni par cette technologie aurait un s\u00e9rieux\u00a0 un impact dans de nombreux domaines quantique de la recherche comme de l&rsquo;informatique. La technologie d\u00e9velopp\u00e9e par l&rsquo;\u00e9quipe du NIST pourrait \u00e9galement permettre aux scientifiques de remplacer les grands r\u00e9frig\u00e9rateurs \u00e0 tube puls\u00e9 par des r\u00e9frig\u00e9rateurs beaucoup plus petits, r\u00e9duisant par la m\u00eame\u00a0 l&rsquo;nfrastructure\u00a0<\/p>\n<p>Les chercheurs, qui comprennent des scientifiques de l&rsquo;Universit\u00e9 du Colorado Boulder, d\u00e9crivent leur m\u00e9thode dans un article publi\u00e9 en ligne le 23 avril dans la revue <a class=\"ext\" href=\"https:\/\/www.nature.com\/articles\/s41467-024-47561-5\" data-extlink=\"\"><em>Nature Communications<\/em><\/a><\/p>\n<p><a href=\"https:\/\/www.nist.gov\/\">National Institute of Standards and Technology (NIST)<\/a><\/p>\n<p><a href=\"https:\/\/news.google.com\/publications\/CAAqBwgKMJbcwQswuPfYAw?hl=fr&amp;gl=BE&amp;ceid=BE:fr\" target=\"news.google.com\" rel=\"noopener\">Suivre ECInews sur Google news<\/a><\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>L&rsquo;am\u00e9lioration de la r\u00e9frig\u00e9ration profitera \u00e0 l&rsquo;informatique quantique, \u00e0 l&rsquo;astronomie, aux supraconducteurs et \u00e0 d&rsquo;autres applications. 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