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Quand l’hydrogène joue avec le métal.

Aucun résultat de recherche ne tombe directement du ciel: il faut le chercher, laborieusement, en faisant des observations, des analyses, des mesures, des calculs, en mettant en place des protocoles, en traçant des incertitudes, des approximations, des biais, des zones grises, des erreurs qui se cachent ici et là; inventant parfois d’autres techniques ou explorant de nouvelles idées. Il faut ensuite discuter des résultats obtenus avec d’autres chercheurs intéressés par les mêmes questions ou travaillant sur des sujets connexes. Tout cela prend du temps, beaucoup de temps, contrairement à ce que certains esprits trop zélés ont voulu nous faire croire depuis le début de la pandémie. Ils ont annoncé de manière péremptoire, urbi et orbi, des prétendus résultats ou des prétendus remèdes qui allaient bien au-delà de ce que des études sérieuses, qui n’avaient pas encore abouti, et à juste titre, permettaient d’affirmer. Les choses sont pourtant bien ainsi: la temporalité spécifique de la recherche a si peu à voir avec celle de Twitter qu’il faut se méfier des proclamations individuelles et des communiqués de presse auto-promotionnels que certains renvoient à une opinion inévitablement inquiète.

Parfois, vous devez même attendre des décennies pour pouvoir dire que vous savez. On le sait vraiment. En 1916, Einstein a prédit l’existence d’ondes gravitationnelles. Ils n’ont été détectés pour la première fois qu’en 2016, un siècle plus tard. Maintenant, nous pouvons dire que nous savons. En 1964, trois physiciens théoriciens ont prédit l’existence d’une nouvelle particule, le boson de Higgs, qui a été détectée 48 ans plus tard, en 2012, au prix d’efforts gigantesques, dont la construction d’un gigantesque collisionneur de protons, le LHC. Depuis, et seulement depuis, nous pouvons dire que nous savons.

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L’histoire que nous allons raconter aujourd’hui est au moins aussi belle que ces deux exemples. Il illustre également les vertus d’une bonne combinaison de détermination, d’inventivité et de patience. En 1935, c’est-à-dire il y a 85 ans, Eugene Wigner, futur lauréat du prix Nobel de physique, et son élève Hillard Huntington, ont fait des calculs sur l’hydrogène en utilisant le formalisme de la toute nouvelle mécanique quantique. . Cela les a amenés à prédire quelque chose d’étonnant: sous des pressions gigantesques, les atomes d’hydrogène, composés d’un proton et d’un électron, devraient expulser leur électron pour s’organiser en un cristal régulier de protons. Les électrons pourraient alors se déplacer librement à l’intérieur de ce cristal et y former un courant électrique à leur guise. Bref, l’hydrogène, qui est normalement un isolant, deviendrait métallique, c’est-à-dire capable de conduire l’électricité. Depuis 85 ans, à la question: cette prédiction de Wigner est-elle correcte? nous avons répondu: sans doute, mais cela n’a pas été prouvé. Mais ces derniers mois, on peut enfin affirmer: oui, cette prédiction est parfaitement correcte, elle a été prouvée par une expérience fantastique. Lorsqu’il est mis sous pression, l’hydrogène devient effectivement métallique.

Avec Paul Loubeyre, physicien, directeur de recherche au CEA / DIF / DPTA.

Delphine Perrault

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