Les physiciens confirment la théorie quantique proposée dans les années 1930

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Le professeur David McKenzie de l’Université de Sydney et son étudiant en doctorat Enyi Guo ont démontré la présence de tunnels quantiques dans l’eau – un phénomène quantique prédit pour la première fois par le physicien théorique britannique Ronald Wilfred Gurney en 1931. La recherche est publiée dans le Proceedings of the Royal Society A.

Les technologies de détection médicale et le stockage de l'énergie solaire pourraient être considérablement améliorés après que l'équipe a démontré la validité de la théorie quantique proposée pour la première fois en 1931. Crédit image : Jose Manuel Suarez / CC BY 2.0.

Les technologies de détection médicale et le stockage de l’énergie solaire pourraient être considérablement améliorés après que l’équipe a démontré la validité de la théorie quantique proposée pour la première fois en 1931. Crédit image : Jose Manuel Suarez / CC BY 2.0.

Le professeur McKenzie et Guo ont appliqué des techniques quantiques pour comprendre l’électrolyse de l’eau, qui est l’application d’un courant électrique à l’eau pour produire les éléments constitutifs hydrogène et oxygène.

Les chercheurs ont découvert que les électrons peuvent traverser les barrières des solutions aqueuses en s’éloignant des électrodes, neutralisant ainsi les ions des impuretés présentes dans l’eau.

Ceci peut être détecté dans les changements de courant, ce qui a des applications pour la biodétection, la détection d’éléments biologiques en solution.

Cette neutralisation des ions en solution est une idée différente de celle que l’on croit actuellement, où la neutralisation ne se produit qu’à la surface de l’électrode.

“Cela jette les bases de nouvelles méthodes plus rapides pour détecter les impuretés biomédicales dans l’eau, avec des implications potentiellement importantes pour les techniques de biodétection”, a déclaré le professeur McKenzie.

“Une meilleure compréhension de l’électrolyse devient plus importante pour les applications dans les énergies alternatives dans ce qui est parfois appelé l’économie de l’hydrogène.”

Sans méthodes de stockage, l’énergie solaire ne fonctionne que lorsque le Soleil brille.

“Pour produire de l’énergie à d’autres moments, une méthode consiste à utiliser l’électricité des cellules solaires pour électrolyser l’eau, produisant de l’hydrogène gazeux qui peut ensuite être stocké et brûlé plus tard pour produire de l’énergie en cas de besoin”, ont déclaré les chercheurs.

“L’effet tunnel fait référence au processus de mécanique quantique dans lequel une particule se déplace à travers une barrière qui, dans la théorie physique classique, ne devrait pas se produire.”

“Les électrons sont capables de ‘tunneliser’ dans les systèmes biologiques et chimiques d’une manière non triviale qui a des implications pour la photosynthèse et d’autres processus biologiques. Cela se produit à travers des barrières de quelques nanomètres d’épaisseur seulement.”

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