Plus puissante, la batterie quantique serait capable de « briser les lois de la physique », affirment ces chercheurs

Les scientifiques ont toujours été fascinés par l’idée de créer de nouveaux moyens plus efficaces et plus innovants de stocker l’énergie. À ce propos, la batterie quantique fait partie des concepts qui suscitent actuellement le plus d’intérêt. Contrairement aux batteries conventionnelles qui utilisent des éléments chimiques tels que le lithium, celle-ci accumule l’énergie dans les états quantiques des atomes et des molécules. Elle met ainsi en œuvre des nanoparticules fonctionnant suivant les principes de la mécanique quantique. Bien qu’ils n’existent qu’en laboratoire pour le moment, ces accumulateurs présentent un grand potentiel, car ils ouvrent de nouvelles possibilités de stockage d’énergie dans de minuscules dispositifs.

Se séparer des notions traditionnelles du temps

Dans une nouvelle étude publiée dans la revue Physical Review Letters, une équipe de l’université de Tokyo, au Japon, met en lumière un des aspects clés des batteries quantiques. Il s’agit de leur capacité à rompre avec les notions traditionnelles du temps. Le groupe de recherche, dont font partie l’étudiant Yuanbo Chen et le professeur agrégé Yoshihiko Hasegawa, affirme avoir expérimenté des moyens de charger une pile quantique à l’aide de lasers, de lentilles et de miroirs. Leurs expériences ont été menées en se fondant sur un phénomène quantique appelé « ordre causal indéfini » ou OCI. Dans les systèmes régis par les lois de la physique classique, la causalité suit un chemin irréversible. Cela veut dire que si un événement A entraîne un événement B, il n’est pas possible que B engendre A.

Un phénomène quantique bénéfique

Toutefois, à l’échelle quantique, l’ordre causal indéfini permet à ces deux possibilités de coexister. On parle alors de superposition quantique. D’après les chercheurs, ce phénomène permet à plusieurs étapes de charge de fonctionner simultanément plutôt que séquentiellement, ce qui a pour effet d’améliorer le stockage de l’énergie et l’efficacité thermique. Pour vérifier la théorie, l’équipe de l’université de Tokyo a créé un concept de batterie quantique en laboratoire. Ils ont constaté qu’un ordre causal indéfini pouvait modifier la façon dont le dispositif se charge et avait un impact bénéfique sur la thermodynamique. Et cela, en facilitant le transfert de chaleur et en atténuant l’effet des variations de température sur les performances.

D’autres domaines d’application potentiels

Au-delà d’une mise en œuvre dans le domaine du stockage énergétique, les chercheurs estiment que l’ordre causal indéfini pourrait contribuer à l’amélioration des performances d’autres dispositifs dont le fonctionnement est tributaire de la thermodynamique. C’est le cas, par exemple, des panneaux solaires dont l’efficacité peut changer sous l’influence de la chaleur. « Avec l’OCI, nous avons démontré que la manière dont on charge une batterie composée de particules quantiques peut avoir un impact considérable sur ses performances […]. Nous avons constaté des gains considérables tant au niveau de l’énergie stockée dans le système qu’au niveau de l’efficacité thermique. Et de manière quelque peu contre-intuitive, nous avons découvert l’effet surprenant d’une interaction qui est l’inverse de ce à quoi on pourrait s’attendre : un chargeur de faible puissance pourrait fournir des énergies plus élevées avec une plus grande efficacité qu’un chargeur de puissance comparable utilisant le même appareil », a expliqué Yuanbo Chen. Plus d’infos : journals.aps.org. Que pensez-vous de ces recherches ? Nous vous invitons à nous donner votre avis, vos remarques ou nous remonter une erreur dans le texte, cliquez ici pour publier un commentaire .