Ils piègent l’énergie pour l’éternité ! Une énigme en physique de 1929 enfin résolue qui pourrait changer votre micro-ondes à jamais

Une énigme en physique de 1929 enfin résolue par une équipe coréenne.

Imaginez une onde qui vibre sans jamais s’éteindre. Une énergie prisonnière, incapable de fuir. Pendant près d’un siècle, ce phénomène est resté théorique, presque mythique.
Mais une équipe sud-coréenne vient de réussir l’impossible : capturer une onde dans le vide.
Une découverte qui pourrait bouleverser nos technologies énergétiques et électroniques.

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Une idée vieille de 96 ans enfin matérialisée

En 1929 deux physiciens, John von Neumann et Eugene Wigner, ont proposé un concept qui semblait défié par la réalité elle-même : les Bound States in the Continuum (BIC), ou états liés dans un continuum. Cette théorie mettra 96 ans à être prouvée.

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Etats liés dans un continuum ? Kesaco ?

Il s’agit d’un comportement ondulatoire où une énergie reste enfermée, comme suspendue, alors même qu’elle devrait naturellement se propager. Comme si un son restait figé en l’air, sans jamais résonner au-delà de sa source.

L’idée était séduisante, mais aucune expérience n’avait réussi à la concrétiser. Jusqu’à ce que des chercheurs de l’université POSTECH, en Corée du Sud, passent à l’action.

Une onde piégée dans un simple cylindre

L’équipe a utilisé des tiges de quartz en forme de petits cylindres. En les assemblant avec une précision extrême, ils ont pu contrôler la manière dont les ondes mécaniques se propagent et interagissent entre elles.

En ajustant très précisément les points de contact entre les tiges, ils ont observé un phénomène inédit : une onde se retrouve complètement piégée à l’intérieur d’une seule tige, sans aucune perte d’énergie.

Dans le jargon on appelle ça un “BIC protégé par polarisation”. Le principe est simple : vous jetez une pierre dans une mare, mais les rides restent figées, comme gelées dans l’espace.

Une efficacité énergétique hors du commun

Ce confinement ondulatoire n’est pas simplement esthétique. Il est redoutablement efficace. Le système a atteint un facteur de qualité supérieur à 1 000, un indicateur qui mesure la capacité à conserver de l’énergie sans en perdre. Autrement dit, l’énergie restait capturée de manière presque parfaite.

En alignant plusieurs tiges de quartz, les chercheurs ont de plus constaté que les ondes pouvaient se propager dans toute la chaîne… sans jamais se disperser. Ce comportement particulier est connu sous le nom de bande plate.

Et c’est en combinant ces deux phénomènes :onde piégée localement et propagation sans perte; que les chercheurs ont défini un nouveau concept : Bound Band in the Continuum (BBIC).

L’analogie du tambour muet

Pour mieux comprendre, imaginez un tambour sur lequel vous tapez, mais le son ne voyage pas dans l’air. Il vibre uniquement à l’endroit du coup, et nulle part ailleurs. Ce qui semble impossible dans notre monde, mais devient réalisable dans cette configuration expérimentale.

Ce comportement ouvre des perspectives nouvelles pour les systèmes résonants, ces composants essentiels de nos appareils quotidiens : micro-ondes, montres connectées, smartphones, capteurs, enceintes…

Tous utilisent des résonateurs, qui amplifient et traitent des ondes. Mais ces derniers ont un défaut : ils perdent continuellement de l’énergie, nécessitant une alimentation constante.

Des systèmes sans pertes et sans gaspillage

Avec un BIC, l’énergie pourrait rester stockée durablement dans un résonateur, réduisant drastiquement les besoins énergétiques. Et avec un BBIC, plusieurs modules pourraient être connectés tout en gardant cette capacité d’isolement énergétique.

Ce serait comme construire un circuit électronique où les informations voyagent sans jamais s’atténuer, même à grande distance. Cela pourrait transformer les technologies de détection, de télécommunications, de signalisation, ou de calcul ultra-efficace.

Un prototype de résonateur zéro-perte semble désormais à portée de main.

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Une frontière théorique brisée

Ce résultat est encore au stade fondamental, mais il marque un tournant.

Comme l’explique l’un des chercheurs, Junsuk Rho :

“Nous avons dépassé une limite que l’on pensait inatteignable. Cela pourrait révolutionner la conception des dispositifs à faible perte, des capteurs de nouvelle génération ou des circuits énergétiquement autonomes.”

Les ondes confinées pourraient bientôt sortir du labo et entrer dans nos poches.

Source :

Bound States to Bands in the Continuum in Cylindrical Granular Crystals
Yeongtae Jang, Seokwoo Kim, Dongwoo Lee, Eunho Kim, and Junsuk Rho

Phys. Rev. Lett. 134, 136901 – Publié le 3 Avril, 2025

https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.134.136901