Général

Une percée en matière d'efficacité énergétique défie la loi de la physique vieille de 156 ans


Des chercheurs de l'Université du Sussex ont fait une percée qui pourrait changer à jamais la façon dont nous chargeons notre téléphone, notre ordinateur portable et même les batteries de voiture. Le travail unique a révélé, pour la première fois, que le couplage entre deux éléments magnétiques peut être rendu asymétrique, défiant une 156 ans loi de la physique.

Une diode pour les champs magnétiques

"Nous avons créé le premier appareil qui se comporte comme une diode pour les champs magnétiques", explique Jordi Prat-Camps. La nouvelle recherche démontre qu'il est possible de connecter des aimants les uns aux autres sans que la connexion se produise dans le sens opposé.

Cette théorie va à l'encontre des croyances du couplage magnétique qui sont incontestées depuis le 19ème siècle où elles ont émergé pour la première fois de quatre équations de Maxwell dérivées des travaux fondateurs de Michael Faraday et James Clerk Maxwell. Les équations décrivent aujourd'hui tous les phénomènes électromagnétiques.

«Le couplage magnétique entre aimants ou circuits est quelque chose d'extrêmement bien connu», a expliqué Prat-Camps. «La grande majorité des technologies sur lesquelles nous nous appuyons aujourd'hui sont basées sur le couplage magnétique, notamment les moteurs, les transformateurs, les antennes basse fréquence et le transfert d'énergie sans fil. dispositifs."

Le premier à envisager de rompre la réciprocité magnétique

Cependant, le chercheur pense que son équipe est la première à se demander si ces règles pourraient être altérées. "Pour autant que nous le sachions, personne avant nous n'a pensé à se demander si cette symétrie pouvait être brisée et dans quelle mesure", a déclaré Prat-Camps.

Les chercheurs travaillant avec d'autres types de métamatériaux exploraient déjà la possibilité de rompre la réciprocité pour les ondes lumineuses et sonores. Ainsi, Prat-Camps a décidé d'explorer la même possibilité dans les champs magnétiques.

Les premiers efforts ont échoué jusqu'à ce que l'équipe conçoive d'utiliser un conducteur électrique en mouvement. Ils ont procédé à la résolution analytique des équations de Maxwell afin de démontrer que non seulement la réciprocité pouvait être rompue mais que le couplage pouvait également être rendu au maximum asymétrique.

L'équipe a constaté que le couplage de A à B serait différent de zéro mais de B à A, il serait exactement nul. Une fois que le potentiel du couplage unidirectionnel a été prouvé en théorie, les chercheurs ont ensuite conçu une expérience de preuve de concept qui a confirmé leurs résultats.

Amélioration de l'efficacité de la recharge

Maintenant, Prat-Camps pense que sa percée pourrait ouvrir les portes à des progrès qui pourraient changer à jamais la capacité des technologies de transfert d'énergie sans fil à améliorer l'efficacité de la recharge de tout, des téléphones aux voitures.

"Les diodes électriques sont si cruciales qu'aucune des technologies électroniques existantes telles que les puces électroniques, les ordinateurs ou les téléphones portables ne serait possible sans elles. Si notre résultat pour les champs magnétiques aurait un millionième du même impact que les développements des diodes électriques, il être un succès énorme », a expliqué le chercheur.

Pendant des années, le travail de Prat-Camps s'est concentré sur la manipulation des champs magnétiques via l'utilisation de métamatériaux. Des efforts récents ont vu son équipe développer de nouveaux outils pour contrôler le magnétisme qui semblent tout droit sortis d'un roman de science-fiction. Parmi leurs autres inventions figurent des capes d'indétectabilité magnétique, des concentrateurs magnétiques et même des trous de ver. Oui, des trous de ver!


Voir la vidéo: Chaîne énergétique et rendement - Physique-Chimie - 1ère - Les Bons Profs (Juin 2021).