Les grands lauréats du prix Nobel étaient courts et rapides

« Il y a beaucoup de place là-bas. » C’est ce qu’a déclaré le physicien Richard Feynman en 1959, ouvrant la voie à un nouveau domaine de la nanophysique : l’étude des très petites choses.

La citation de Feynman m’est restée en mémoire la semaine dernière, après l’attribution du prix Nobel de physique à trois scientifiques qui ont découvert comment produire des éclats de lumière laser qui ne durent qu’un millionième de billionième de seconde, suffisamment rapides pour suivre les mouvements de la lumière laser. . Électrons dans une réaction chimique.

Le lendemain, le prix Nobel de chimie a été décerné à trois scientifiques qui avaient appris à assembler des atomes en points quantiques, des amas si petits qu’ils sont considérés comme totalement sans dimension.

Ces récompenses rappellent à quel point nous, les humains, sommes déconnectés de l’échelle à laquelle se déroulent les processus les plus importants de la nature.

J’ai passé une grande partie de ma carrière à écrire sur des choses à plus grande échelle, en particulier sur l’univers, où le temps se mesure en siècles et la distance en années-lumière, et où chaque année-lumière s’étend sur 6 000 milliards de kilomètres. Les cycles de vie des étoiles se mesurent en millions ou milliards d’années. Selon certaines estimations, les trous noirs pourraient exister et se consumer avec voracité pendant 10 à 100 ans.

Cependant, les atomes sont mesurés en fractions de nanomètre, soit environ trois millionièmes de pouce. Selon mon collègue Carl ZimmerIl y a un milliard de milliards de milliards d’atomes dans mon corps, regroupés en environ 37 000 milliards de cellules qui font tout le travail pour me maintenir en vie et conscient.

Les réactions chimiques sont mesurées en totosecondes ; Il est prudent, mais risqué, de dire qu’il pourrait y avoir jusqu’à un million de milliards de réactions chimiques se produisant chaque seconde dans chacune des 37 mille milliards de cellules que je constitue. Dire « Je contient des multitudes » est un euphémisme.

Les chiffres me donnent le vertige et me fatiguent. Comment pouvez-vous suivre autant de choses qui se produisent si rapidement, toutes régies par la mécanique quantique, les règles internes pour de très petites choses, par lesquelles tout peut être n’importe où jusqu’à ce que vous le mesuriez ?

Les accidents quantiques se produisent tout le temps. Pourquoi n’ai-je pas simplement disparu dans une frénésie quantique comme le chat de Schrödinger, mort et vivant à la fois ? Je ne peux que conclure qu’il y a de la sécurité et de la stabilité dans les nombres astrologiques qui nous composent. Les chiffres élevés constituent peut-être un rempart contre l’incertitude quantitative. Alors me voilà – je suppose.

Nous, les humains, sommes coincés à peu près au milieu des échelles cosmiques – à la hauteur moyenne, qui représente un centième de septillionième (10^-24) de la taille de l’univers observable, et avec une durée de vie typique de quelques octillions d’attosecondes. Une attoseconde est une éternité comparée à la durée de vie de l’insaisissable boson de Higgs, une particule subatomique qui existe pendant un millième d’attoseconde avant de se désintégrer.

Selon les astrophysiciens, l’un des événements les plus dramatiques et fondamentaux de l’univers, connu sous le nom d’inflation, n’a pris qu’un centième de quiktoseconde (10^-32 de seconde) après que le temps a commencé à façonner l’espace-temps et les particules et forces qui l’habiteraient. il.

Comme l’a souligné le Dr Feynman, il existe des échelles de temps et de distance encore plus courtes avant d’atteindre les limites finales imposées par la physique quantique : la longueur de Planck, 10^-33 centimètres, et le temps de Planck, 10^-43 centimètres par seconde. Les deux portent le nom du physicien allemand Max Planck, qui a réalisé la percée qui a conduit à la mécanique quantique.

Avec plus d’énergie, d’argent et de créativité, la science pourrait poursuivre son voyage à travers l’espace intérieur jusqu’à ces limites, même lorsque nous atteindrons les étoiles. Le monde sous et dans nos ongles peut être aussi excitant et passionnant que le spectacle qui se déroule au-dessus de nous chaque nuit.