Nature - Fait 2164

En laboratoire, des atomes peuvent être refroidis à une infime fraction de degré du zéro absolu.

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$En laboratoire, des atomes peuvent être refroidis à une infime fraction de degré du zéro absolu.$

Par l'équipe éditoriale Savoir en Poche Mis à jour le 2026-06-05

L'essentiel

Grâce au refroidissement par laser, des atomes peuvent être ralentis jusqu'à des températures de l'ordre du dix-millionième de degré au-dessus du z...

Contexte & Origine

D'où vient cette information ?

Chaque fiche de Savoir en Poche vise à transformer une curiosité rapide en connaissance vérifiable. Voici les détails qui permettent de mieux comprendre ce fait.

Cette formulation est plus précise que l'idée vague d'un record de froid dans l'univers, car elle parle d'un résultat expérimental obtenu sur des systèmes minuscules et très contrôlés. Le CNRS explique que le refroidissement par laser peut ralentir des atomes jusqu'à des températures de l'ordre du dix-millionième de degré au-dessus du zéro absolu.

Le zéro absolu correspond à 0 kelvin, soit -273,15 °C. Ce n'est pas un froid ordinaire plus intense qu'un hiver polaire: c'est une limite physique. Plus on s'en approche, plus l'agitation thermique des particules devient faible. L'atteindre exactement n'est pas possible par les méthodes thermodynamiques classiques, mais s'en rapprocher de façon spectaculaire permet d'étudier la matière dans des états inhabituels.

L'idée la plus contre-intuitive est que l'on peut utiliser la lumière pour refroidir. Dans les dispositifs de refroidissement par laser, des faisceaux sont réglés de manière à freiner le mouvement d'atomes. À chaque interaction avec les photons, leur vitesse peut être légèrement réduite. Répétée un très grand nombre de fois, cette action ralentit fortement les atomes, ce qui revient à abaisser leur température.

Ce fait ne signifie donc pas qu'une planète ou une nébuleuse serait exactement au zéro absolu. Il parle surtout d'un record expérimental: des chercheurs créent, pendant un temps limité et dans des conditions très contrôlées, des systèmes plus froids que presque tout ce que l'on rencontre naturellement. Ces expériences n'ont rien d'un simple exploit de thermomètre: elles ouvrent l'accès à des phénomènes quantiques.

Quand l'agitation thermique devient très faible, certains comportements habituellement masqués apparaissent plus nettement. Les atomes froids servent notamment à fabriquer des horloges atomiques plus précises, à tester des principes fondamentaux de la physique ou à explorer des états collectifs de la matière. Le froid devient alors un outil de mesure et d'observation.

La comparaison avec notre quotidien montre l'écart d'échelle. Un congélateur domestique descend autour de -18 °C, l'azote liquide bout vers -196 °C, et les expériences d'atomes froids approchent des fractions minuscules de degré au-dessus de -273,15 °C. La vraie surprise n'est donc pas seulement le chiffre: c'est la capacité humaine à ralentir la matière presque jusqu'à son calme thermique ultime.

Il faut enfin distinguer température et énergie totale. Un petit nuage d'atomes ultrafroids peut être à une température incroyablement basse, sans représenter une grande quantité de matière froide. C'est ce qui rend le record subtil: il concerne un système minuscule, isolé et mesuré avec précision, pas une pièce entière refroidie à ce niveau.

Thème: NaturePoint clé: infime fraction de degré

Source citée : CNRS - institution

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