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Lauréats du prix Nobel de l'éclairage ultra-efficace activé par la physique
Si vous deviez aller chez Best Buy et, pendant que votre ami faisait quelque chose de distrayant à l'avant du magasin, démonter l'un des téléviseurs Sony 4K Triluminos exposés, vous trouveriez quelques matériaux remarquables à l'intérieur. L'un des matériaux est constitué de points quantiques - de minuscules cristaux de quelques milliardièmes de mètre de diamètre qui absorbent la lumière d'une couleur et émettent une lumière d'une teinte très différente et d'une longueur d'onde très précise. Ils sont à la base, par exemple, de la lumière rouge brillante que vous voyez dans certains vitraux médiévaux. Et c'est la raison pour laquelle ces écrans Sony ont certaines des couleurs les plus étonnantes que vous puissiez voir n'importe où.
Le prix Nobel de physique est allé aux inventeurs des LED bleues, comme celles présentées ici.
Vous trouverez également des LED bleues, une prouesse scientifique et technique dont la création a nécessité des décennies de travail concerté. Comme les points quantiques, ils reposent sur la mécanique quantique - ils utilisent des structures ultrafines appelées puits quantiques pour générer efficacement de la lumière. Sans les LED bleues, les points quantiques seraient inutiles. Les LED bleues sont la source lumineuse de l'écran. Une partie du bleu sert à éclairer les pixels bleus de l'écran. Le reste stimule les points quantiques pour produire des pixels verts et bleus. Les pixels rouges, verts et bleus produisent ensemble tous les millions de couleurs que l'affichage peut générer.
Aujourd'hui, les inventeurs des lumières LED bleues - Isamu Akasaki, Hiroshi Amano et Shuji Nakamura - ont appris qu'ils avaient remporté le prix Nobel de physique. Les écrans Triluminos de Sony ne sont que l'une des dernières technologies basées sur leur invention. Les LED bleues sont également utilisées pour produire le rétroéclairage blanc dans de nombreux écrans LCD plus conventionnels, qui produisent de la lumière rouge et verte à l'aide de matériaux appelés luminophores. La haute qualité des couleurs, la taille compacte et la haute efficacité des rétroéclairages LED ont rendu possibles les écrans ultrafins et éclatants que nous avons maintenant dans les smartphones, les tablettes et les ordinateurs portables.
Et ils sont à la base des ampoules LED que vous pouvez maintenant acheter pour 5 $ à 10 $ qui produisent une belle lueur indiscernable de celle d'une ampoule à incandescence. De telles lumières utilisent environ un dixième de l'énergie d'une ampoule à incandescence, et l'éclairage LED a le potentiel d'utiliser la moitié à un tiers de l'énergie requise par des ampoules fluorescentes même très efficaces (voir Ampoules lumineuses et LED éclairent l'avenir).
Si l'éclairage LED se répand, il pourrait s'agir de l'une des technologies les plus économes en énergie de tous les temps, puisque l'éclairage représente 20 % de l'énergie consommée aux États-Unis. Les LED pourraient également éclairer plus d'un milliard de personnes dans le monde qui ne sont pas connectées à un réseau électrique. Étant donné que les LED consomment très peu d'énergie, il est économique de les alimenter avec un petit panneau solaire et une batterie. C'est l'un des rares cas où l'énergie solaire présente un avantage économique évident - l'ensemble du système coûte une fraction du montant que les gens dépensaient en kérosène pour les lampes (voir Dans le monde en développement, le solaire est moins cher que les combustibles fossiles et les micro-réseaux solaires ).