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Questions traitées pour le mois : Novembre

Question de benoit jean-christophe-  35700 rennes - le 05/11/2009
Peut-on envisager des technologies allant encore vers plus petit que le nano (les pico technologies ?) manipulant les constituants de l'atome (protons ,neutrons) voir encore plus petit comme les quarks ?
Il serait alors possible de créer des objets atomiquement modifiés ?,
Certes ce sujet n'est pas mature maintenant, mais les nanotechnologies ne l'étaient -elles pas il y a encore 20 ans ?

Réponse le  19/11/2009

 


La découverte de la radioactivité et des réactions nucléaires induites (fin du XIX et début XXème siècle) marque le début de la manipulation des particules comme le proton ou le neutron dont la taille est de l'ordre du femtomètre (un million de fois plus petit que le nanomètre). Il a été suivi par la découverte de la fission nucléaire, la fusion nucléaire, les particules élémentaires et leur interactions. Rien ne s'oppose donc à manipuler les protons et les neutrons dans les noyaux atomiques. Cependant, de tels processus sont très difficiles à réaliser et à contrôler car les énergies nécessaires sont environ un million de fois plus importantes que celles mises en jeu dans les nanotechnologies. On pourrait effectuer plus efficacement des transmutations d'éléments chimiques, par exemple transformer le plomb en or, ou transformer de dangereux isotopes radioactifs dans des produits stables et inoffensifs. Le monde du "femto" (celui des combinaisons de neutrons et protons formant les isotopes des éléments chimiques) reste beaucoup plus pauvre que le monde du nano (celui des combinaisons des atomes formant des molécules et des agrégats), dont fait partie le monde très riche et complexe du vivant.


La manipulation des quarks, composants des neutrons et des protons, est encore plus difficile et nécessite des énergies encore plus importantes. Leur contrôle est très délicat, en grande partie dû aux phénomènes de confinement et de liberté asymptotique : un quark n'est jamais libre mais toujours lié dans un proton (ou neutron) car l'énergie nécessaire pour l'arracher augmente avec la distance. Enfin, le monde des quarks est encore plus pauvre que le monde des isotopes (six quarks, dont seulement deux sont stables) ce qui n'est pas étonnant si on espère expliquer les dernières briques fondamentales de la nature d'une manière très simple. Aujourd'hui, des telles manipulations ne peuvent se faire que dans des collisionneurs de particules comme le LHC (CERN, Genève) ou le Fermilab (Chicago).


En conclusion, il est très difficile pour l'instant de trouver un intérêt industriel dans la manipulation des quarks.