Des chercheurs ont découvert une propriété curieuse du plasma, constitué de particules ionisées surchauffées, qui permet de refroidir une surface. Ils espèrent créer un « rayon glaçant » capable de refroidir les composants électroniques dans l’espace et en haute altitude.
Les rayons glaçants sont jusqu'à présent restés de l'ordre de la science-fiction, et principalement réservés aux armes des méchants, comme Mr. Freeze dans Batman, ou Captain Cold dans The Flash. Pourtant, un groupe de scientifiques, mené par le professeur Patrick Hopkins de l'université de Virginie aux États-Unis, travaille actuellement sur une version bien réelle.
Dans deux articles publiés dans les revues Nature Communications et ACS Nano, les chercheurs détaillent comment ils sont parvenus à utiliser du plasma pour créer du froid. L'idée est particulièrement contre-intuitive puisque le plasma, qui correspond au quatrième état de la matière, est constitué de particules ionisées à des températures extrêmement élevées.
Refroidir avec un plasma chaud
Les chercheurs sont parvenus à mesurer la température de manière extrêmement précise lorsqu'un jet de plasma d'hélium frappe une surface plaquée or. Ils ont découvert qu'avant de chauffer, la surface est brièvement refroidie. Ils ont déterminé que cet effet est produit par l'évaporation d'une couche ultrafine de molécules de carbone et d'eau.
Pour l'instant, ils ont réussi à réduire la température de la surface de plusieurs degrés pendant quelques microsecondes, mais ce n'est que le début. Les chercheurs ont reçu un financement de l'US Air Force à hauteur de 750 000 dollars sur trois ans afin de créer un prototype. Cette technologie pourrait notamment être utilisée dans les engins spatiaux et les avions volant à haute altitude pour refroidir les composants électroniques, lorsque la densité de l'air est trop faible pour évacuer la chaleur. Les chercheurs ont prévu de tester d'autres gaz que l'hélium, ainsi que l'interaction du plasma avec d'autres matériaux.