« Vous ne connaissez que les étincelles de l'esprit : mais vous ne voyez pas l'enclume qu'il est, ni la cruauté de son marteau » Nietzsche. Avant que le prix Nobel de physique lui fût décerné, Richard Feynman [1] pouvait aisément passer et passa pour un « fondu ». Il se moquait des conventions les plus respectables au point de mettre sa carrière de physicien en péril. Il faillit le faire pour de bon, d'ailleurs, lorsqu'il prit la parole à Shelter Island, en Pennsylvanie, en 1948, devant l'un des plus prestigieux parterres qu'on puisse imaginer. Il y avait là, en effet, Dirac, Bohr, Fermi, Bethe, Rabi, von Neumann, Oppenheimer, bref, la fine fleur des atomistes mondiaux, dont la plupart avaient participé comme lui au fameux projet Manhattan. Ces scientifiques ne s'affolaient pas du classement de leur université. Malheureusement, ils ont élaboré et confectionné la première «bombe atomique», appelée «arme de dissuasion» ou l'arme de domination du monde en général et du monde arabo-musulman en particulier. Le titre de cette contribution est une question posée et qui se pose vu qu'aucune évolution ou application dans la vie courante ne nous ai proposé par les physiciens algériens. Travaillent-ils sur les nanotechnologies, la matière molle, les fluides, les nouveaux matériaux ? NANOTECHNOLOGIES, MATIERE MOLLE, FLUIDES, NOUVEAUX MATERIAUX Dans les plus grands laboratoires étrangers, la physique des systèmes complexes mobilise aujourd'hui les travaux en recherche fondamentale. La nanotechnologie est la plus extrême techniquement et scientifiquement. Son objectif n'est plus ni moins, de manipuler des atomes un par un. Les lois de la mécanique classique ou newtonienne ne sont plus applicables. Comme elle travaille sur des molécules, la mécanique quantique est de mise. Ce domaine est à une étape scientifique mais des applications existent. Projecteur vidéo grand comme une puce informatique, pompe de refroidissement intégrée dans un composant électronique, et autre robot chirurgien naviguant dans les vaisseaux sanguins La mécanique s'attaque à l'infiniment petit. Des moteurs électriques ou des vérins plus petits que le diamètre d'un cheveu sont les productions de cette spécialité. Dans cet infiniment petit, des amalgames entre les spécialités sont fréquentes. On peut confondre la micromécanique, la nanotechnologie, la mécanique classique des petits objets dite mécanique de précision [2]. Tirés par la miniaturisation des composants électroniques tels les transistors, etc., les physiciens tentent de découvrir les lois qui régissent la matière à l'échelle nanoscopique [3]. Les agrégats de quelques milliers d'atomes ont, par exemple, des comportements étonnants que la théorie ne prévoit pas encore. Nanotechnologies, matière molle, fluides, nouveaux matériaux La physique des systèmes complexes mobilise aujourd'hui les travaux en recherche fondamentale. NOUVEAUX MATERIAUX, MATIERE MOLLE, FLUIDES On en invente sans arrêt de nouveaux matériaux. Les recherches sont nombreuses dans le domaine des supraconducteurs, ces métaux qui, refroidis à très basse température, perdent toute résistance électrique. La matière molle est partout sous forme de gel, de pâte, de mousse et on la connait si mal. Une goutte d'un liquide ne bénéficie que de lois empiriques. De mes lectures de vulgarisations des sciences, des exemples d'application de la physique nanométriques sont exposés ci dessous. UN MICRO-ROBOT OU UN «SOUS-MARIN» POUR OPERER DE L'INTERIEUR [2] Les spécificités de la nanotechnologie sont que les dispositifs dont la taille se limite à quelques dixièmes de millimètre ont la possibilité de production de masse. La maitrise à cette échelle de grandeur se fait en expérimental. Une fibre optique par le chirurgien « pousse » un micro-robot de moins de 1 mm de diamètre au plus près du point d'intervention, dans un vaisseau sanguin, par exemple. L'action, téléguidée, du robot-chirurgien est limitée : avancer, reculer, gratter. Elle est efficace pour éliminer une plaque d'athérome. Ces éléments décrits existent en laboratoire. LE MICROSCOPE A EFFET TUNNEL [4] Telle une grue miniature, le microscope à effet tunnel permet aussi de manipuler les atomes. Une fois l'atome à déplacer localisé, il suffit de faire varier la tension de la pointe pour que l'atome se colle à elle. En agissant sur les commandes de déplacement de la ponte, l'atome ainsi agrippé est convoyé jusqu'à l'emplacement souhaité. Une nouvelle modification de la tension de la pointe permet de « lâcher » l'atome. En revenant au mode de fonctionnement normal, l'opérateur peut vérifier le résultat obtenu. IBM avait ainsi gravé son sigle, sous forme d'une juxtaposition d'atomes, dans le monde des nanodimensions au début des années 90. D'autres chercheurs se sont « amusés » à réaliser des figures diverses. Autant de prouesses en forme d'apprentissage de la « manipulation atomique » dans le domaine des nanotechnologies. L'exploit réalisé par le microscope à effet tunnel est de fournir une image des atomes en promenant une pointe microscopique à une distance infime de la surface de l'échantillon à observer. L'effet tunnel se manifeste par le passage d'un courant électrique entre deux électrodes très proches, en quelques nanomètres, soit quelques milliardièmes de mètre, mais qui ne se touchent pas. Ce courant croit et décroit de manière exponentielle en fonction de la distance qui sépare les deux électrodes. Tout se passe comme si les électrons empruntaient un « tunnel » qui relierait les électrodes. Seule la mécanique quantique permet d'expliquer ce phénomène où un électron est considéré comme la combinaison d'un corpuscule et d'une onde associée. LA PLUS PETITE GUITARE DU MONDE [5] Elle fait 30 micromètres et se joue au laser. Elle n'est pas plus grosse qu'une bactérie, mais elle fonctionne ! Des spécialistes en nanomécanique à l'université Cornell, aux Etats-Unis ont conçu une guitare de 30 micromètres de long, à partir d'une plaque de silicium. Ils avaient déjà produit, en 1997, une copie de la Fender Stratocaster de Jimi Hendrix aux dimensions similaires, mais il s'agissait d'un modèle inerte. Le nouvel instrument produit, lui, des sons. Comme il n'existe pas d'onglets (et encore moins de doigts) à la taille requise, les « nanoguitaristes » ont eu l'idée d'exciter les « cordes » de l'instrument avec un rayon laser. La lumière réchauffe les rayons de silicium, ce qui allonge ou réduit la longueur de la corde. Ces déformations sont alors captées et traduites par un ordinateur en une série de notes dans la gamme des 40 mégahertz. Trop aigu pour être perçu directement, le signal doit être ensuite transposé 17 octaves plus bas pour produire de la «musique» audible. Pas question, bien sûr, de lancer la «nanoguitare» dans le commerce : il s'agit plutôt d'une démonstration de virtuosité technique. Mais les techniques mises en oeuvre pour construire cet instrument pourraient mener à élaborer des nanocapteurs capables de détecter les traces de drogue ou d'explosifs, ou encore de peser les bactéries. * Universitaire Conclusion Il vaut mieux ne pas accepter d'être complaisant. Il faut reconnaître que des priorités dans la recherche sont à attribuer à des domaines de la vie courante ou quotidienne. Les axes audacieux sont la santé, l'éducation, l'action culturelle, l'assistance aux chômeurs et aux mal logés, etc. Dernièrement, du 24 au 28 mai 2014, la Faculté de physique de l'USTHB a organisé le premier colloque international sur la nanophysique et nanomatériaux et leur utilisation dans les domaines notamment économique et médical, ce colloque s'intitulait : UTILISATION DE LA NANOPHYSIQUE ET DES NANOMATERIAUX. Aucun résultat palpable n'a été diffusé. Les colloques et séminaires coûtent des millions de dinars et sont financés par l'argent du Trésor public, l'argent des citoyens. Les contribuables ne sont jamais éclairés sur ce qui se fait ou se trame dans les laboratoires de recherche. Les résultats scientifiques doivent être vulgarisés, en les publiant dans un quotidien national à 15 DA, une lecture pas chère pour le commun des citoyens. Références: 1. James Gleick. Genius. The life and Science of Richard Feynman. Pantheon Books, New York, 1993. 2. Atta Oloumi et Remis Sussan. Des machines invisibles à l'oeil nu. Science & vie, micromécanique, N° 913, Octobre 1993, pp.110-115. 3. Cécile Bonneau. Sciences de la complexité. Sur quoi planchent les physiciens ? Science & vie, Questions de théories, Actualités, recherche, nanotechnologie, N° 1031, Août 2003, pp.116-119. 4. Henri-Pierre Penel. Le microscope à effet tunnel. Science & vie, Repères, technologies, N° 1035, Décembre 2003, pp.168-170 5. P.G. La plus petite guitare du monde fait 30 micromètres et se joue au laser. Science & vie, Actualités, recherche, nanotechnologie, N° 1036, Janvier 2004, p.8.
