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 réorganisent, il passe dans un état particulier à longue durée de vie : l'isomère nucléaire. L'énergie y est emmagasinée comme un ressort comprimé à l'extrême. Pour « armer » ce mécanisme, on frappe le noyau avec une impulsion ultra-courte de laser à rayons X, en réglant précisément le tir sur la résonance. Cela rappelle la spectroscopie (analyse du rayonnement) à l'envers : on n'observe pas une transition toute faite, on la provoque soi-même.
Le ressort armé reste comprimé 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 dissipation de l'énergie) n'augmente presque pas, si bien que les pertes sont infimes 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 fixes 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 a souvent été évoquée en science-fiction, par exemple comme source d'armes surpuissantes.