What is the coldest thing in the world? - Lina Marieth Hoyos

Traducteur: Anne-Sophie Matichard Relecteur: eric vautier

The coldest materials in the world aren’t in Antarctica.

Les matériaux les plus froids ne sont pas en Antarctique.

They’re not at the top of Mount Everest

Ils ne sont pas au sommet du Mont Everest

or buried in a glacier.

ou enterrés dans un glacier.

They’re in physics labs:

Ils sont dans les laboratoires :

clouds of gases held just fractions of a degree above absolute zero.

des nuages de gaz maintenus à quelques fractions de degré au-dessus du 0 absolu.

That’s 395 million times colder than your refrigerator,

C'est 395 millions de fois plus froid que votre réfrigérateur,

100 million times colder than liquid nitrogen,

100 millions de fois plus froid que le nitrogène liquide,

and 4 million times colder than outer space.

et 4 millions de fois plus froid que l'espace.

Temperatures this low give scientists a window into the inner workings of matter,

Des températures aussi basses permettent aux scientifiques d’étudier la matière

and allow engineers to build incredibly sensitive instruments

et permettent aux ingénieurs de créer des instruments très sensibles

that tell us more about everything

qui nous en disent plus sur tout,

from our exact position on the planet

de notre position exacte sur la planète

to what’s happening in the farthest reaches of the universe.

à ce qui se passe aux confins de l'univers.

How do we create such extreme temperatures?

Comment pouvons-nous créer de telles températures ?

In short, by slowing down moving particles.

En ralentissant les particules en mouvement.

When we’re talking about temperature, what we’re really talking about is motion.

Lorsque nous parlons de température, nous parlons en réalité de mouvement.

The atoms that make up solids,

Les atomes qui forment les solides,

liquids,

les liquides

and gases

et les gaz

are moving all the time.

sont sans cesse en mouvement.

When atoms are moving more rapidly, we perceive that matter as hot.

Quand les atomes bougent plus rapidement, nous percevons la matière comme chaude.

When they’re moving more slowly, we perceive it as cold.

Lorsqu'ils se déplacent plus lentement, nous la percevons comme froide.

To make a hot object or gas cold in everyday life,

D'habitude, pour rendre froid un objet ou un gaz chaud,

we place it in a colder environment, like a refrigerator.

nous le plaçons dans un environnement plus froid, comme un réfrigérateur.

Some of the atomic motion in the hot object is transferred to the surroundings,

Une partie du mouvement atomique de l'objet chaud est diffusée

and it cools down.

et il refroidit.

But there’s a limit to this:

Mais il existe une limite :

even outer space is too warm to create ultra-low temperatures.

même l'espace est trop chaud pour créer des températures ultra-basses.

So instead, scientists figured out a way to slow the atoms down directly –

Les scientifiques ont donc trouvé un moyen de ralentir directement les atomes -

with a laser beam.

avec un rayon laser.

Under most circumstances,

Dans la majorité des cas,

the energy in a laser beam heats things up.

l'énergie du laser fait monter la température de l'objet.

But used in a very precise way,

Mais utilisé d'une certaine façon,

the beam’s momentum can stall moving atoms, cooling them down.

l'énergie du rayon peut bloquer le mouvement des atomes pour les ralentir.

That’s what happens in a device called a magneto-optical trap.

C'est ce qui se produit dans l'appareil appelé piège magnéto-optique.

Atoms are injected into a vacuum chamber,

Les atomes sont injectés dans une chambre sous vide,

and a magnetic field draws them towards the center.

et un champ magnétique les attire vers le centre.

A laser beam aimed at the middle of the chamber

Un rayon laser visant le centre de la pièce

is tuned to just the right frequency

est déclenché à la bonne fréquence

that an atom moving towards it will absorb a photon of the laser beam and slow down.

pour qu'un atome se dirigeant vers lui absorbe un photon du rayon et ralentisse.

The slow down effect comes from the transfer of momentum

L'effet de ralentissement vient du transfert d'énergie

between the atom and the photon.

entre l'atome et le photon.

A total of six beams, in a perpendicular arrangement,

Un total de six rayons, arrangés de façon perpendiculaire,

ensure that atoms traveling in all directions will be intercepted.

assure que les atomes allant dans toutes les directions soient interceptés.

At the center, where the beams intersect,

Au centre, à l'endroit où les rayons se croisent,

the atoms move sluggishly, as if trapped in a thick liquid —

les atomes bougent au ralenti, comme s'ils étaient piégés dans un liquide épais -

an effect the researchers who invented it described as “optical molasses.”

effet appelé « mélasse optique » par les chercheurs qui l'ont inventé.

A magneto-optical trap like this

Un piège magnéto-optique comme celui-ci

can cool atoms down to just a few microkelvins —

peut refroidir les atomes à seulement quelques microkelvins,

about -273 degrees Celsius.

soit - 273 degrés Celsius.

This technique was developed in the 1980s,

Cette technique a été développée dans les années 80,

and the scientists who'd contributed to it

et les scientifiques qui y ont contribué

won the Nobel Prize in Physics in 1997 for the discovery.

ont gagné le prix Nobel de physique en 1997 pour leur découverte.

Since then, laser cooling has been improved to reach even lower temperatures.

La technique a été améliorée pour obtenir des températures encore plus basses.

But why would you want to cool atoms down that much?

Mais pourquoi voudrions-nous refroidir des atomes à ce point ?

First of all, cold atoms can make very good detectors.

Tout d'abord, les atomes froids peuvent être de très bons détecteurs.

With so little energy,

Avec si peu d'énergie,

they’re incredibly sensitive to fluctuations in the environment.

ils sont incroyablement sensibles aux fluctuations de l'environnement,

So they’re used in devices that find underground oil and mineral deposits,

et sont donc utilisés dans des appareils qui détectent les gisements souterrains

and they also make highly accurate atomic clocks,

et dans les horloges atomiques de haute précision,

like the ones used in global positioning satellites.

comme celles utilisées dans les satellites de localisation.

Secondly, cold atoms hold enormous potential

Ensuite, les atomes froids ont un potentiel énorme

for probing the frontiers of physics.

pour explorer les frontières de la physique.

Their extreme sensitivity makes them candidates

Leur sensitivité extrême en fait des candidats

to be used to detect gravitational waves in future space-based detectors.

pour détecter les ondes gravitationnelles dans les futurs détecteurs spatiaux.

They’re also useful for the study of atomic and subatomic phenomena,

Ils sont aussi utiles dans l'étude des phénomènes atomiques et subatomiques,

which requires measuring incredibly tiny fluctuations in the energy of atoms.

où l'on doit mesurer des fluctuations d'énergie très fines dans les atomes.

Those are drowned out at normal temperatures,

A des températures normales, celles-ci sont noyées,

when atoms speed around at hundreds of meters per second.

la vitesse des atomes étant de centaines de mètres par seconde.

Laser cooling can slow atoms to just a few centimeters per second—

Le refroidissement laser ralentit les atomes à quelques centimètres par seconde,

enough for the motion caused by atomic quantum effects to become obvious.

assez pour que le mouvement causé par les effets quantiques atomiques soit visible.

Ultracold atoms have already allowed scientists to study phenomena

Les atomes ultra froids ont déjà permis aux scientifiques d'étudier des phénomènes

like Bose-Einstein condensation,

comme la condensation de Bose-Einstein,

où les atomes sont refroidis pour quasiment atteindre le 0 absolu

in which atoms are cooled almost to absolute zero

and become a rare new state of matter.

et deviennent un nouvel et rare état de matière.

Ainsi, les chercheurs poursuivent leur apprentissage des lois de la physique

So as researchers continue in their quest to understand the laws of physics

and unravel the mysteries of the universe,

et résolvent les mystères de l'univers

they’ll do so with the help of the very coldest atoms in it.

grâce à l'aide des atomes les plus froids de l'univers.