L’adolescent a eu un « Eurêka ! moment avec seulement quatre morceaux de verre et une lampe
Qu’est-ce qui vient de se passer? Nous avons tous entendu parler d’Archimède, le brillant mathématicien et inventeur de la Grèce antique, à l’école. Il nous a fait découvrir des concepts fascinants comme les leviers, les poulies et même la densité déterminée en prenant un bain. Cependant, l’une des créations les plus intrigantes d’Archimède est restée dans le domaine de la légende pendant des siècles : le rayon mortel. Un jeune passionné a décidé de prouver comment cela aurait pu fonctionner et a maintenant remporté quelques médailles pour son engin.
Dans les années 200 avant JC, des récits historiques suggèrent qu’Archimède a utilisé une série de miroirs pour concentrer la lumière du soleil et incendier les navires ennemis pendant le siège de Syracuse. Avance rapide jusqu’à aujourd’hui, Brenden Sener a remporté deux médailles pour sa version miniaturisée de la machine de mort solaire. Ce projet faisait partie de l’expo-sciences annuelle Matthews Hall 2023.
Sener a émis l’hypothèse que, à mesure que les miroirs concentraient l’énergie lumineuse sur le carton, la température de la cible augmenterait à chaque miroir ajouté. Il a mené trois essais en utilisant différentes puissances d’ampoules – 50 et 100 watts. Ces ampoules étaient équipées de petits miroirs concaves pour concentrer les faisceaux lumineux sur une cible marquée.
Au fur et à mesure qu’il ajoutait d’autres miroirs, les inclinant pour converger vers le même endroit, la température au point focal ne cessait d’augmenter. Avec juste la lampe seule, la cible a maintenu une température douce de 81°F. Cependant, après avoir positionné le quatrième miroir, la chaleur s’est concentrée à plus de 128°F. Sener a décrit les résultats comme « remarquables », illustrant comment les miroirs incurvés ont intensifié les rayons du soleil en un seul point brûlant.
Bien que l’expérience n’ait pas mis le feu au papier (ce n’était pas censé le faire), Sener a démontré comment son installation réfléchissait et concentrait la lumière pour augmenter la température en un point focal. Il a noté dans son article scientifique que pour enflammer un navire en bois, l’installation nécessiterait une source de lumière très puissante comme le soleil et plusieurs grands miroirs.
Un scientifique des Sandia National Labs a salué le projet, notant que même s’il n’a pas révolutionné la physique, les résultats ont bien confirmé la première loi de la thermodynamique concernant le transfert d’énergie.
Alors, le rayon mortel original d’Archimède était-il une véritable invention ou une légende exagérée qui s’est développée au fil des millénaires ?
Même si nous ne le saurons peut-être jamais avec certitude, l’expérience de Sener suggère que l’idée de base aurait pu fonctionner. Archimède était un génie certifié en avance sur son temps. Concentrer la chaleur solaire avec des miroirs pour vaincre les ennemis ne semble pas exagéré venant de l’esprit qui nous a donné des concepts tels que les leviers, les poulies et le déplacement.
Cependant, le « rayon mortel » reste un sujet très controversé en raison du manque de preuves archéologiques de son existence. Mettre le feu à des navires en mouvement, même avec des miroirs surdimensionnés, semble tiré par les cheveux, comme le démontre l’expérience de la loupe : il faut plusieurs secondes pour enflammer un morceau de papier. Même si Archimède pouvait armer les miroirs de cette façon, les scientifiques affirment que les navires devraient être ancrés pour que cela soit efficace.
À tout le moins, Sener a démontré que la physique derrière le rayon mortel présumé d’Archimède était légitime. Pas mal pour le projet d’expo-sciences d’un collégien.