Batteries quantiques : charger des noyaux atomiques au laser ✎ express
Le noyau atomique est un ressort naturel d'une force colossale. Lorsque les protons et les neutrons qui le composent se réarrangent, il passe dans un état particulier de longue durée de vie : l'isomère nucléaire. L'énergie y est emmagasinée comme si le ressort était comprimé à l'extrême. Pour « armer » ce mécanisme, on frappe le noyau avec une impulsion ultra-courte d'un laser à rayons X, en réglant précisément le tir en résonance. Cela rappelle la spectroscopie (analyse du rayonnement) à l'envers : on n'observe pas une transition déjà prête, on la provoque soi-même.
Le ressort armé reste comprimé pendant un temps étonnamment long. Pour le tantale-180, cette durée dépasse de plusieurs milliards de fois l'âge de l'Univers — l'énergie ne se perd pas même sur des milliers de générations. Lors de la décharge, l'entropie (mesure de la dispersion de l'énergie) n'augmente presque pas, donc les pertes sont minimes, et la densité d'énergie est un million de fois supérieure à celle des batteries chimiques. Les ingénieurs cherchent déjà des isomères pour des sondes spatiales éternelles et des accumulateurs stationnaires qui n'auraient pas besoin d'être remplacés avant des décennies.
L'isomère du tantale-180 reste chargé plus longtemps que l'Univers n'existe — un record absolu de stabilité.
L'idée d'extraire de l'énergie des isomères nucléaires est apparue à plusieurs reprises dans la science-fiction, par exemple comme source d'armes surpuissantes.