Salut à tous,
voilà un article sur l'alchimie :
Ces transmutations qui défient les lois
[…] Mais ces réactions nucléaires ne se font pas réalité aussi simplement que sur le papier. Car si la charge électromagnétique du neutron est nulle, la charge du proton, elle, est positive ; deux protons ont donc toujours naturellement tendance à se repousser lorsqu’on les rapproche. Cependant, lorsqu’il sont suffisamment proches, ils ne se repoussent plus : l’attraction liée à la force nucléaire (une force fondamentale qui domine à l’échelle du noyau) prend alors le pas sur la répulsion électromagnétique en maintenant les protons fermement collés entre eux (ci qui assure au passage notre confortable cohésion matérielle…). Toute la difficulté des transmutations consiste donc à franchir cette barre énergétique (dite « barrière coulombienne ») qui se dresse entre la répulsion électromagnétique et l’attraction nucléaire, et cette opération demande énormément d’énergie.
[…] Pour faire une fusion nucléaire, c’est-à-dire fondre deux noyaux en un seul, les physiciens utilisent par exemple des accélérateurs de particules, qui génèrent des chocs très violents entre des noyaux dans le vide ou, plus souvent, recourent à de très hautes températures, l’agitation des noyaux devenant si violente qu’ils arrivent alors à se percuter. C’est ce qui se passe dans le soleil ou dans les réacteurs expérimentaux (comme le futur réacteur international Iter) chauffés à plusieurs centaines de millions de degrés. Pour ce qui est de la fission nucléaire, qui casse un noyau en plusieurs, on utilise rien de moins…qu’une centrale nucléaire : dans son cœur, des noyaux lourds (comme de l’uranium ou du plutonium) sont bombardés de neutrons qui parviennent à briser le noyau. Dans tous les cas, telles des éruptions volcaniques, ces transmutations nécessitent une considérable débauche d’énergie. D’où le problème : comment des réactions chimiques du monde électromagnétique pourraient-elles être assez puissantes pour provoquer des réactions nucléaires ? Comment croire qu’il soit possible de jongler avec les protons dans une simple éprouvette à température ambiante ? Comment ne pas y voir les conséquences de biais expérimentaux passés inaperçus ?
Et de fait, le chimiste allemand Friedrich Paneth, qui annonça en 1930 avoir transformé pour la première fois de l’hydrogène en hélium, dut-il se rétracter rapidement : la porosité des parois de ses tubes en Pyrex suffisait en réalité à expliquer ses résultats, l’hélium étant naturellement présent dans l’air…Réalisée en 1989, l’expérience de Pons et Fleischmann était plus aboutie. Son principe ? Comprimer du deutérium (isotope de l’hydrogène) dans un morceau de métal poreux, le palladium, grâce à une électrolyse : à l’aide d’un courant électrique généré entre une cathode en palladium (chargé négativement) et une anode en titane (chargé positivement), ils obligent une solution contenant du deutérium à se décomposer. Le deutérium s’agglutine alors dans le palladium.
Et, selon Pons et Fleischmann, à partir d’une certaine concentration, comme s’ils se trouvaient trop serrés dans leur enceinte de palladium, les noyaux de deutérium fusionnent entre eux pour former de l’hélium 4 (deux protons et deux neutrons), tout en dégageant de la chaleur. Et même beaucoup de chaleur : d’avantage que d’énergie dépensée en électricité ! Oui, mais cette expérience avait un défaut majeur : elle n’était pas systématiquement reproductible. Les équipes chargées de recommencer l’expérience n’obtinrent pas les résultats annoncés. De plus, aucune théorie ne pouvait expliquer comment les noyaux de deutérium franchissaient la barrière coulombienne au sein du palladium. Les tenants de l’orthodoxie nucléaire eurent donc beau jeu de la rejeter en bloc…
Quinze ans plus tard, la donne a changé. Des chercheurs, souvent issus des plus prestigieuses institutions, ont patiemment perfectionné leurs expériences de réactions nucléaires à basses température. Leur but ? En produire une indubitable. Mettre au point un dispositif qui démontrerait sans biais possible l’existence de ces transmutations, qui ferait enfin entrer dans le champ scientifique cette discipline si controversée, et qui offrirait aux physiciens un contrôle de la matière et une maîtrise de l’énergie nucléaire inespérés…
[…] Ces deux exemples en sont pas isolés : un peu partout dans le monde se multiplient de telles expériences dont les paramètres sont de mieux en mieux contrôlés. Le professeur Violante, qui travaille à quelques pas du laboratoire d’Antonelle de Ninno, à l’Enea, a par exemple étudié les problèmes de reproductibilité de l’expérience de Pons et Fleischmann. « Nous avons compris que la nature métallurgique du palladium modifie sa capacité d’absorption, explique-t-il. Nos premières manipulations avaient bien fonctionné, mais quand nous avons dû racheter du palladium pour continuer, plus rien ne se passait…Nous avons donc étudié la diffusion du deutérium dans le métal. » Le physicien italien a également réalisé l’électrolyse d’un film de nickel contenant des traces de cuivre…pour constater que le rapport isotopique du cuivre s’en trouve modifié. Selon ses mesures, le cuivre 63 (qui contient 29 protons et 34 neutrons), se transforme en partie, lors du processus, en cuivre 65 (qui contient 36 neutrons), et la transformation est quasi totale quand on l’accompagne d’une excitation laser…Des expériences sur le palladium sont aussi réalisées par Yoshiaki Arrata, à l’université d’Osaka, au Japon, ou par une équipe de la Royal Navy, basée à San Diego, aux Etats-Unis.
En Russie, Leonid Ouroutskoïev, de l’institut Kourtchatov à Moscou fait, lui, exploser des feuilles de titane dans l’eau à l’aide d’un fort courant électrique, pour constater l’apparation d’aluminium, de silicium, de calcium, de fer, de sodium...et d’un rayonnement étrange qui apparaît au-dessus du récipient. Délirant ? L’institut de recherches nucléaires de Doubna a pourtant bel et bien confirmé ces étranges résultats. Encore plus fascinant : le même institut Kourtchatov aurait tout simplement réussi à transmuter du plomb en or…

Vers un début d’explication théorique ?
Concocter en laboratoire des transmutations nucléaires à basses énergies ? Si le pari semble tenter de plus en plus de scientifique malgré l’affreuse réputation qui s’attache à ce genre de recherche, une chose est sûre : les « nouveaux alchimistes » vont bien devoir expliquer un jour par quelle « magie » ces réactions se produisent. Même si leurs résultats sont de plus en plus probants, il leur faudra, par exemple, détailler comment de l’hydrogène inséré dans un cristal de palladium peut se transformer en hélium à température ambiante. Une question cruciale pour donner une légitimité scientifique à des phénomènes qui laissent encore largement perplexes. Mais est-il seulement possible d’intégrer dans le corpus théorique ce que la plupart des physiciens, sceptiques, ne se privent pas d’appeler des « miracles » ?
Trois miracles, même, si l’on reprend l’expérience de fusion froide « à la Pons et Fleichmann » du deutérium, un élément apparenté à l’hydrogène dont le noyau comprend un proton et un neutron. Le premier miracle ? Les deux noyaux qui fusionnent passent allégrement la terrible « barrière coulombienne » qui devrait normalement les repousser loin l’un de l’autre, les deux étant de charge positive. Deuxième miracle : cette fusion produit toujours un noyau unique d’hélium 4, constitué de deux protons et de deux neutrons, alors qu’à haute énergie, elle laisse presque toujours un proton ou un neutron libre. Troisième miracle : quand de l’hélium 4 est produit malgré tout en fusion chaude (une fois sur cent mille), il s’accompagne de rayons gamma d’une énergie bien déterminée (23,8 mégaélectronvolt), que l’on ne détecte pas en fusion froide. En leur temps, Pons et Fleischmann ne purent expliquer ces mystères.
[…] En tout cas, ce ne sont pas les idées qui manquent pour justifier la fusion froide. Même si aucune ne s’est, pour l’instant, imposée, de nombreuses pistes ont été explorées. Une des plus réputées est celle de Giuliano Preparata, un physicien italien de l’université de Milan, qui a travaillé sur la question jusqu’à sa mort en 2000, avec Antonella De Ninno de l’Enea. Selon cette thèse, que soutient aujourd’hui aussi Martin Fleschmann, il faut en passer par la très complexe théorie quantique des champs, qui conçoit les interactions elles-mêmes en termes de particules. Sous certaines conditions (en présence d’un champ électromagnétique notamment), les équations quantiques qui régissent les atomes de palladium du cristal pourraient en effet laisser émerger un étrange comportement : tous les électrons des atomes de ce cristal pourrait se mettre à vibrer à l’unisson, jusqu’à ne plus former qu’une seule et même onde de matière. Les noyaux de deutérium qui s’accumulent dans les interstices du cristal ne se comporteraient alors plus comme des individus isolés, mais vibreraient eux aussi en cohérence pour ne former à leur tour qu’une seule onde. Une théorie qui doit encore être développée pour englober les transmutations des autres éléments chimiques, plus complexes, mais qui semble d’ores et déjà capable d’expliquer les trois miracles. De fait, le bain d’électrons négatif pourrait ici suffisamment diminuer la répulsion entre les noyaux (et donc la hauteur de la barrière coulombienne du premier miracle) pour autoriser la fusion.
De plus, le processus se passant plus lentement que dans un plasma, le noyau de deutérium auraient le temps de mettre en commun tous leur protons et neutrons au lieu de se scinder violemment. D’où la production « miraculeuse » d’hélium 4. Enfin, dans ces milieux condensés, l’énergie de la fusion serait dépensés dans la matière sous forme de vibration du cristal (et donc de chaleur) plutôt que par l’émission de rayon gamma…
Cependant, si certains proposent des versions proches de celle de Preparata, liée à des phénomènes de cohérence, comme Peter Hagelstein, physicien au Massachusetts Institute of Technology (MIT), d’autres s’en écartent complètement. Une piste très différente propose, par exemple, que les électrons restent attachés à leur noyau lors du processus de fusion, et y participent même activement, comme ce que l’on observe en « fusion muonique » (voir plus loin, des muons pour la fusion). C’est l’idée de Jacques Dufour et Jacques Foos, du Cnam. Selon eux, à l’intérieur d’un solide et en présence d’un champ électromagnétique intense, l’électron, qui est normalement en orbite à 0,05 nanomètre autour du noyau d’hydrogène, se rapproche considérablement de celui-ci, formant ce qu’ils appellent un « hydrex », un atome d’hydrogène « rétréci ». Pour une particule un peu lointaine, cette promiscuité entre le noyau positif et l’électron négatif fait ressembler d’hydrex à un neutron, ce qui diminurait largement la barrière coulombienne…Sans spéculer sur ce qui se passe précisément à petite échelle, les chercheurs du Cnam pensent que la présence de ces hydrex au sein du cristal déclenche les réactions nucléaire et résout les trois miracles.
Dans un tout autre registre, le physicien français Georges Lochak, ancien collaborateur du prix Nobel Louis de Broglie, croît, lui, en sa théorie des « monopôles magnétique légers », une théorie née au début des années 80 à partir de l’étude de l’équation de Dirac, l’équation quantique de base pour décrire l’électron.
Selon Georges Lochak, cette équation laisse en effet entrevoir l’existence d’une nouvelle particule, qui serait au magnétisme ce qu’est l’électron pour l’électricité, une étrange particule magnétique à un seul pôle, un pôle nord unique ou un pôle sud unique. « Un monopôle magnétique qui pénètre dans un noyau pourrait le déséquilibrer et le faire transmuter », avance-t-il…
Si cette idée n’a guère trouvé d’écho en France, elle intéresse en revanche fortement le physicien Leonid Ouroutskoïev, qui travaille sur les transmutations à basse énergie à l’institut Kourtchatov de Moscou. En faisant exploser des feuilles de titane dans l’eau pour les transmuter, il a décelé des traces étranges sur les émulsions photographiques qui pourraient correspondre à ces fameux monopôles ! Des observations qui semblent confirmées lors de toutes récentes expériences réalisées à l’université de Kazan, en Russie, au début du mois de mars dernier…
Reste que de nombreuses autres interprétations existent, si diverses qu’il est impossible de les recenser de façon exhaustive. Bien sûr, la plupart se révéleront inévitablement stériles. Mais cette disparité de théories n’est-elle pas l’indice d’une science en genèse ? Au bout du compte, l’expérience tranchera.
Des muons pour la fusion : Depuis les prédictions de deux grands physiciens russes, Andreï Sakharov et Illia Frank, dans les années 40, on sait que la fusion nucléaire est belle et bien possible à température ambiante…Mais dans un contexte particulier : quand les électrons des atomes sont remplacés par des muons, des particules élémentaires négative possédant exactement les mêmes caractéristiques que l’électron, mais pesant 200 fois plus lourd. Du fait de cette masse, le muon gravite beaucoup plus près du noyau que l’électron, ce qui rend ce noyau moins répulsif : la charge négative du muon compense celle positive, du noyau jusqu’à une petite distance d’approche. Vu de loin, l’atome ressemble donc à un neutron et la fusion avec un autre atome peut alors se faire facilement. Un procédé inexploitable en pratique car la production de muon demeure très complexe et coûteuse. D’autant que ces particules ne vivent pas plus de 10-4 seconde…
Voilà donc j'aimerai savoir ce que vous en penser et votre opinion sur le choix de l'une, ou d'une autre qui n'est pas dans le texte, des théories qui permettent d'expliquer les transmutations à température ambiante.
Et puis j'ai une petite question
quand les électrons des atomes sont remplacés par des muons,
Pourquoi les électrons serait-il remplacés par des muons ?

En vous remerciant d'avance
Phys2