1
00:00:06,716 --> 00:00:10,397
Les matériaux les plus froids
ne sont pas en Antarctique.

2
00:00:10,397 --> 00:00:12,521
Ils ne sont pas au sommet
du Mont Everest

3
00:00:12,521 --> 00:00:14,376
ou enterrés dans un glacier.

4
00:00:14,376 --> 00:00:15,897
Ils sont dans les laboratoires :

5
00:00:15,897 --> 00:00:20,382
des nuages de gaz maintenus à quelques
fractions de degré au-dessus du 0 absolu.

6
00:00:20,382 --> 00:00:25,367
C'est 395 millions de fois plus
froid que votre réfrigérateur,

7
00:00:25,367 --> 00:00:28,073
100 millions de fois plus froid
que le nitrogène liquide,

8
00:00:28,073 --> 00:00:31,240
et 4 millions de fois plus froid
que l'espace.

9
00:00:31,240 --> 00:00:35,901
Des températures aussi basses permettent
aux scientifiques d’étudier la matière

10
00:00:35,901 --> 00:00:39,437
et permettent aux ingénieurs de créer
des instruments très sensibles

11
00:00:39,437 --> 00:00:41,292
qui nous en disent plus sur tout,

12
00:00:41,292 --> 00:00:43,130
de notre position
exacte sur la planète

13
00:00:43,130 --> 00:00:46,135
à ce qui se passe
aux confins de l'univers.

14
00:00:46,135 --> 00:00:48,928
Comment pouvons-nous créer
de telles températures ?

15
00:00:48,928 --> 00:00:51,989
En ralentissant les particules
en mouvement.

16
00:00:51,989 --> 00:00:55,951
Lorsque nous parlons de température,
nous parlons en réalité de mouvement.

17
00:00:55,951 --> 00:00:57,716
Les atomes qui forment les solides,

18
00:00:57,716 --> 00:00:58,458
les liquides

19
00:00:58,458 --> 00:00:59,338
et les gaz

20
00:00:59,338 --> 00:01:00,869
sont sans cesse en mouvement.

21
00:01:00,869 --> 00:01:05,616
Quand les atomes bougent plus rapidement,
nous percevons la matière comme chaude.

22
00:01:05,616 --> 00:01:09,147
Lorsqu'ils se déplacent plus lentement,
nous la percevons comme froide.

23
00:01:09,147 --> 00:01:12,133
D'habitude, pour rendre froid
un objet ou un gaz chaud,

24
00:01:12,133 --> 00:01:15,960
nous le plaçons dans un environnement
plus froid, comme un réfrigérateur.

25
00:01:15,960 --> 00:01:20,498
Une partie du mouvement atomique
de l'objet chaud est diffusée

26
00:01:20,498 --> 00:01:22,251
et il refroidit.

27
00:01:22,251 --> 00:01:23,788
Mais il existe une limite :

28
00:01:23,788 --> 00:01:27,865
même l'espace est trop chaud pour
créer des températures ultra-basses.

29
00:01:27,865 --> 00:01:32,823
Les scientifiques ont donc trouvé un
moyen de ralentir directement les atomes -

30
00:01:32,823 --> 00:01:34,204
avec un rayon laser.

31
00:01:34,204 --> 00:01:35,751
Dans la majorité des cas,

32
00:01:35,751 --> 00:01:38,464
l'énergie du laser fait monter
la température de l'objet.

33
00:01:38,464 --> 00:01:40,533
Mais utilisé d'une certaine façon,

34
00:01:40,533 --> 00:01:44,813
l'énergie du rayon peut bloquer le
mouvement des atomes pour les ralentir.

35
00:01:44,813 --> 00:01:49,403
C'est ce qui se produit dans l'appareil
appelé piège magnéto-optique.

36
00:01:49,403 --> 00:01:51,954
Les atomes sont injectés
dans une chambre sous vide,

37
00:01:51,954 --> 00:01:55,415
et un champ magnétique
les attire vers le centre.

38
00:01:55,415 --> 00:01:58,090
Un rayon laser visant
le centre de la pièce

39
00:01:58,090 --> 00:02:00,623
est déclenché à la bonne fréquence

40
00:02:00,623 --> 00:02:06,170
pour qu'un atome se dirigeant vers lui
absorbe un photon du rayon et ralentisse.

41
00:02:06,170 --> 00:02:09,089
L'effet de ralentissement
vient du transfert d'énergie

42
00:02:09,089 --> 00:02:11,108
entre l'atome et le photon.

43
00:02:11,108 --> 00:02:14,208
Un total de six rayons, arrangés 
de façon perpendiculaire,

44
00:02:14,208 --> 00:02:18,375
assure que les atomes allant dans
toutes les directions soient interceptés.

45
00:02:18,375 --> 00:02:21,018
Au centre, à l'endroit où
les rayons se croisent,

46
00:02:21,018 --> 00:02:24,840
les atomes bougent au ralenti, comme s'ils
étaient piégés dans un liquide épais -

47
00:02:24,840 --> 00:02:29,924
effet appelé « mélasse optique »
par les chercheurs qui l'ont inventé.

48
00:02:29,924 --> 00:02:32,315
Un piège magnéto-optique comme celui-ci

49
00:02:32,315 --> 00:02:35,405
peut refroidir les atomes
à seulement quelques microkelvins,

50
00:02:35,405 --> 00:02:38,785
soit - 273 degrés Celsius.

51
00:02:38,785 --> 00:02:41,609
Cette technique a été développée
dans les années 80,

52
00:02:41,609 --> 00:02:43,913
et les scientifiques qui y ont contribué

53
00:02:43,913 --> 00:02:47,931
ont gagné le prix Nobel de physique
en 1997 pour leur découverte.

54
00:02:47,931 --> 00:02:52,751
La technique a été améliorée pour obtenir
des températures encore plus basses.

55
00:02:52,751 --> 00:02:55,990
Mais pourquoi voudrions-nous
refroidir des atomes à ce point ?

56
00:02:55,990 --> 00:02:59,786
Tout d'abord, les atomes froids
peuvent être de très bons détecteurs.

57
00:02:59,786 --> 00:03:01,530
Avec si peu d'énergie,

58
00:03:01,530 --> 00:03:04,961
ils sont incroyablement sensibles
aux fluctuations de l'environnement,

59
00:03:04,961 --> 00:03:09,562
et sont donc utilisés dans des appareils
qui détectent les gisements souterrains

60
00:03:09,562 --> 00:03:12,203
et dans les horloges
atomiques de haute précision,

61
00:03:12,203 --> 00:03:15,093
comme celles utilisées dans
les satellites de localisation.

62
00:03:15,093 --> 00:03:18,152
Ensuite, les atomes froids ont
un potentiel énorme

63
00:03:18,152 --> 00:03:20,213
pour explorer les frontières
de la physique.

64
00:03:20,213 --> 00:03:22,392
Leur sensitivité extrême
en fait des candidats

65
00:03:22,392 --> 00:03:27,432
pour détecter les ondes gravitationnelles
dans les futurs détecteurs spatiaux.

66
00:03:27,432 --> 00:03:31,290
Ils sont aussi utiles dans l'étude des
phénomènes atomiques et subatomiques,

67
00:03:31,290 --> 00:03:35,594
où l'on doit mesurer des fluctuations
d'énergie très fines dans les atomes.

68
00:03:35,594 --> 00:03:38,264
A des températures normales,
celles-ci sont noyées,

69
00:03:38,264 --> 00:03:41,570
la vitesse des atomes étant de
centaines de mètres par seconde.

70
00:03:41,570 --> 00:03:45,355
Le refroidissement laser ralentit les
atomes à quelques centimètres par seconde,

71
00:03:45,355 --> 00:03:49,415
assez pour que le mouvement causé par les
effets quantiques atomiques soit visible.

72
00:03:49,415 --> 00:03:53,762
Les atomes ultra froids ont déjà permis
aux scientifiques d'étudier des phénomènes

73
00:03:53,762 --> 00:03:55,859
comme la condensation de Bose-Einstein,

74
00:03:55,859 --> 00:03:59,570
où les atomes sont refroidis pour
quasiment atteindre le 0 absolu

75
00:03:59,570 --> 00:04:01,851
et deviennent un nouvel et rare
état de matière.

76
00:04:01,851 --> 00:04:05,880
Ainsi, les chercheurs poursuivent
leur apprentissage des lois de la physique

77
00:04:05,880 --> 00:04:08,151
et résolvent les mystères de l'univers

78
00:04:08,151 --> 00:04:11,635
grâce à l'aide des atomes
les plus froids de l'univers.