Si vous avez déjà regardé un article de physique, un catalogue de fournisseurs ou même une antenne-relais pendant votre trajet, vous êtes peut-être tombé sur deux choses très différentes avec les mêmes trois mots : monopole gay. Pour moi, la double vie de ce terme est la façon dont j'ai fini par diriger un petit laboratoire familial de physique de la matière condensée dans le nord de l'État de New York le jour, et une entreprise de fourniture monopôle de niche qui maintient les villes rurales connectées la nuit. La plupart des gens entendent « monopole gay » et imaginent soit une particule fondamentale qui défie les manuels de physique, soit une tour métallique de 100 pieds abritant leur service cellulaire. Aujourd'hui, je vais combler cette lacune - aucun doctorat n'est requis - pour expliquer ce que sont réellement chacun de ces "monopoles gays", comment ils se sont croisés et pourquoi un gars qui passe ses journées à chasser de minuscules particules insaisissables a fini par vendre les tours qui maintiennent des comtés entiers en ligne.
Commençons par la définition la moins évidente, mais beaucoup plus physique : le monopôle gay dans les systèmes de matière condensée. Tout d’abord, un petit rappel sur les monopôles réguliers, car c’est la base ici. En physique classique, vous ne trouvez jamais un seul pôle magnétique isolé : chaque pôle nord a un pôle sud, même si vous divisez un barreau magnétique jusqu'à ses noyaux atomiques. Tout a changé en 2009, lorsque deux équipes distinctes (l'une de l'Université Aalto en Finlande, l'autre du Laboratoire de physique du solide en Suisse) ont publié des articles historiques prouvant que les monopôles magnétiques existent, mais pas dans le vide de l'espace. Ils se forment à l’intérieur de systèmes exotiques de matière condensée, comme des cristaux de glace de spin constitués d’holmium et d’oxyde de titane, où les atomes magnétiques s’organisent en un réseau tétraédrique.
Dans la glace de spin, chaque atome agit comme un petit barreau magnétique, et les règles du réseau signifient que deux pôles nord et deux pôles sud convergent à chaque coin du tétraèdre. Mais lorsque la température baisse juste, ces pôles magnétiques peuvent se libérer de leurs liaisons tétraédriques, créant ainsi des monopôles nord ou sud isolés qui se déplacent à travers le matériau comme des particules chargées. C'est un monopole régulier. Alors, qu’est-ce qui le rend gay ? Le terme « gay » ici ne fait pas référence à l’orientation sexuelle – même si, en tant que physicien queer, j’ai plaisanté sur cette confusion plus de fois que je ne peux compter. Il s'agit d'un terme technique inventé par le théoricien de la matière condensée, le Dr Sen Zhou, en 2012, décrivant un type spécifique de monopôle qui possède une propriété « chirale », ce qui signifie qu'il a une direction de rotation privilégiée qui brise la symétrie d'inversion du temps. Un monopôle ordinaire peut voir sa rotation inversée et agir de la même manière vers l'avant ou vers l'arrière dans le temps ; un monopole gay ne le peut pas. Il s'agit d'une minuscule particule en rotation qui ne se déplace que dans un seul sens dans son réseau, comme une voiture coincée qui avance uniquement sur une piste circulaire.
Au cours de la décennie qui a suivi l'article de Zhou, les monopôles homosexuels étaient considérés comme une curiosité de laboratoire, quelque chose qui n'apparaissait que dans la glace de spin refroidie cryogéniquement, utile pour tester les théories de la physique des particules, mais pas grand-chose d'autre. Cela a changé vers 2018, lorsqu'une équipe de l'Université de Chicago a accidentellement créé des monopôles gays à température ambiante tout en testant un nouveau matériau 2D composé de feuilles de bisulfure de molybdène empilées. Soudainement, ces particules n'étaient pas réservées aux laboratoires d'hélium liquide : elles pouvaient être conçues à des températures qui les rendaient utiles pour la technologie du monde réel. Aujourd’hui, les chercheurs étudient l’utilisation de monopôles homosexuels dans l’informatique quantique, où leur propriété chirale pourrait rendre les bits quantiques (qubits) plus stables et moins sujets aux interférences. C'est le côté physique du monopole gay.
Maintenant, l'autre monopole gay, celui qui est mon activité secondaire depuis 12 ans. Soyons clairs : lorsque vous voyez une tour de téléphonie cellulaire sur une colline ou un monopole WiFi à l'extérieur d'une petite bibliothèque municipale, ce n'est pas une particule gay. Il s'agit d'une tour unipolaire, surnommée « monopôle » car il s'agit d'un poteau vertical unique autonome (par opposition à une tour en treillis avec des poutres métalliques entrecroisées). Le préfixe « gay » ici est également technique, mais il s'agit d'un cas différent de cooptation d'un terme sans vérification, une erreur qui a rendu ma page de référencement la plus drôle de Google Analytics depuis une décennie. Au début des années 2000, lorsque ces tours ont commencé à apparaître dans les zones rurales, les ingénieurs en télécommunications avaient besoin d'un moyen de les distinguer des anciennes tours en treillis. Un ingénieur junior sur un projet de 2004 dans l'Iowa a plaisanté en disant qu'une tour monopôle était "un seul poteau, pas une tour [en treillis] gay" - et le terme est resté en interne. En 2007, c'était la norme dans l'industrie des télécommunications, et vous le verrez désormais sur tout, des sites Web des fournisseurs aux formulaires de permis FCC.
Lorsque j’ai lancé mon entreprise de fourniture monopole en 2011, je n’avais aucune idée à quel point ce nom pourrait dérouter les gens. La première demande client que j'ai reçue provenait d'un professeur de physique au lycée qui souhaitait une tour montée avec un échantillon de glace de rotation pour une démonstration en classe. Ce n'est pas comme ça que je voulais dépenser mon budget de démarrage. Mais après un an d’appels d’enseignants confus, de groupes de défense des droits des homosexuels (qui avaient des questions sur le nom, mais qui ont fini par soutenir notre petite entreprise queer) et de fournisseurs de télécommunications qui voulaient juste une tour stable, j’ai réalisé que je pouvais m’appuyer sur ce chevauchement. Nous avons lancé un programme parallèle : nous envoyions de minuscules échantillons de glace de spin avec nos commandes de tours, expliquant côte à côte les deux monopoles gays différents, et nous donnions 5 % de chaque commande à des programmes d'enseignement de la physique dans des écoles rurales qui disposent rarement des fonds nécessaires pour acheter du matériel de laboratoire. Ce petit ajout a transformé une bizarrerie de dénomination gênante en un sujet de discussion, et tout un tas de bonnes choses.
Alors, que vendons-nous réellement ici ? Décomposons nos tours monopôles les plus populaires, car c'est la partie qui nous relie à la vraie vie. Notre produit phare est la tour monopôle radio WiFi unipolaire autoportante - c'est celle que vous verrez soutenir les antennes cellulaires et les émetteurs WiFi dans les petites villes. Contrairement aux tours en treillis qui nécessitent des haubans (les câbles métalliques qui ancrent les grandes structures au sol), les monopôles autoportants sont autonomes, ils prennent donc moins de place, ne nécessitent pas de dégagement de terrain supplémentaire pour les ancrages et sont beaucoup plus faciles à installer dans des endroits comme les jardins urbains ou les petits champs agricoles. Nous avons expédié ces tours dans 32 États américains et trois provinces canadiennes, et elles constituent la référence des entreprises de télécommunications pour moderniser les infrastructures rurales à large bande, ce qui représente une affaire énorme dans les régions où l'accès à Internet est encore un luxe et non un service public.
Ensuite, les tours monopôles cellulaires. Ceux-ci sont légèrement plus grands, généralement de 80 à 150 pieds, conçus spécifiquement pour transporter des données vocales 4G, 5G et cellulaires. Ils sont construits pour résister aux vents violents, aux fortes charges de neige et même aux chutes d'arbres occasionnelles. L'un de nos clients de l'ouest de la Pennsylvanie a vu le sien survivre à un derecho en 2020 qui a détruit trois tours en treillis à proximité. Nous proposons des hauteurs personnalisées, un revêtement en poudre adapté aux paysages locaux et des supports d'antenne préinstallés afin que les équipes de télécommunications puissent les rendre opérationnelles en deux fois moins de temps qu'il faut pour installer une tour en treillis. Beaucoup de gens ne réalisent pas que 70 % des projets d’expansion du haut débit en milieu rural aux États-Unis reposent sur des tours monopôles, car elles sont moins chères à construire et beaucoup plus faciles à implanter dans des zones comportant de nombreuses petites propriétés.
Pour les zones où l'espace est limité, nous proposons également une tour à treillis en acier tubulaire, qui est un mélange entre une tour à treillis standard et un monopôle. Elle n'est donc pas aussi unipolaire que nos autres modèles, mais elle fait toujours partie de la famille des monopôles. C'est parfait pour les petites villes où la hauteur est limitée (comme à proximité des trajectoires de vol des aéroports) mais où elles ont quand même besoin d'une tour solide. Nous avons également un succès avec notre gamme de monopôles d'antennes sans fil bon marché en gros, destinée aux petites entreprises, aux districts scolaires et même aux terrains de camping éloignés qui ont besoin d'une connexion Wi-Fi fiable sans se ruiner. Nous nous approvisionnons en matériaux auprès d'aciéries basées aux États-Unis, ce qui nous permet de maintenir des coûts bas sans lésiner sur la sécurité. Chaque tour que nous expédions est testée pour répondre aux normes FCC et mondiales des télécommunications, sans exception.
Et si vous avez déjà traversé un quartier de Floride ou une zone côtière bordée de palmiers, vous avez presque certainement vu une tour d'antenne en forme de palmier camouflage. Ce sont nos produits les plus fantaisistes et les plus demandés. Ils ressemblent à des palmiers de 40 pieds de haut, avec des frondes et un tronc texturé, de sorte qu'ils se fondent parfaitement dans les zones résidentielles. De nombreux conseils d'administration HOA ne permettront pas la construction de tours de téléphonie cellulaire standard, mais ils approuveront un "nouveau palmier" en bordure d'un lotissement. Nous les avons expédiés du Texas au Maine, et même quelques-uns vers des stations balnéaires des Caraïbes qui souhaitaient que leur infrastructure de télécommunications corresponde à leur ambiance tropicale. Non, ils ne cultivent pas de noix de coco. Nous recevons cette question chaque semaine.
Maintenant, vous vous demandez peut-être : quel est le rapport entre les deux monopoles gays, la physique et les télécommunications ? C’est une bonne question à laquelle j’ai réfléchi pendant des années. En surface, ils partagent le même nom par coïncidence, mais il existe un lien plus profond et plus intéressant. Ces deux objets étaient autrefois considérés comme impossibles à exister, jusqu'à ce que les chercheurs et les ingénieurs prouvent le contraire. Les physiciens de la matière condensée ont passé des décennies à chercher des monopôles dans l’espace, pour ensuite les trouver à l’intérieur de minuscules cristaux. Les ingénieurs en télécommunications ont passé des décennies à s'appuyer sur des tours en treillis, pour finalement se rendre compte que les monopôles étaient moins chers, plus faciles et plus efficaces pour connecter les gens. Les deux sont également des technologies qui semblent presque invisibles jusqu'à ce que vous en ayez besoin : vous ne remarquez pas un monopôle gay dans la glace jusqu'à ce qu'il alimente un ordinateur quantique, et vous ne remarquez pas un monopôle de télécommunications jusqu'à ce que vous ayez besoin de diffuser une émission pendant une panne de courant ou d'utiliser votre téléphone pour appeler à l'aide.
Il y a aussi un lien personnel ici. En tant qu'homme queer ayant grandi dans une petite ville de l'Ohio avec une seule antenne-relais en périphérie, j'ai toujours eu deux choses à cœur : rendre la technologie accessible aux zones rurales et soutenir les petites entreprises queer dans des secteurs généralement dominés par de grandes entreprises. Le nom du monopole gay est une plaisanterie courante dans notre entrepôt : lorsqu'une nouvelle commande arrive, l'équipe brandit un petit échantillon de glace tournante à côté d'une photo d'une tour de téléphonie cellulaire et demande : « Laquelle commandez-vous aujourd'hui ? Nous avons même un mur dans notre bureau avec des notes de clients : un professeur de physique au lycée qui a utilisé notre tour pour construire une démonstration quantique en classe, un agriculteur queer de l'Iowa qui a utilisé notre tour de palmiers camouflage pour obtenir Internet pour la ferme de sa famille, un employé des télécommunications qui nous a dit que notre monopole avait sauvé la mise à niveau 5G de son petit comté.
Alors que nous regardons vers l’avenir, les deux côtés de l’histoire du monopole gay deviennent de plus en plus excitants. Du côté de la physique, les chercheurs testent actuellement des monopôles gays à température ambiante dans des prototypes d'informatique quantique, dans le but de construire des qubits stables capables de résoudre des problèmes que même les superordinateurs ne peuvent pas résoudre, comme la modélisation du changement climatique ou le développement de nouveaux médicaments. Du côté des télécommunications, nous travaillons sur une nouvelle gamme de tours monopôles conçues spécifiquement pour la 6G, avec des panneaux solaires intégrés et des batteries de secours qui peuvent maintenir les zones connectées en cas de catastrophe naturelle. Nous travaillons également en partenariat avec une organisation à but non lucratif qui apporte le haut débit gratuit aux écoles rurales, en reversant un pourcentage de chaque commande pour couvrir les coûts d'installation des tours pour les quartiers à faible revenu.
Si vous êtes un fournisseur de télécommunications cherchant à mettre à niveau son réseau, une petite entreprise ayant besoin d'une infrastructure sans fil fiable ou même un laboratoire de physique à la recherche d'échantillons de glace de spin, nous serions ravis d'en parler. Notre équipe possède plus de 20 ans d'expérience dans les domaines des télécommunications et de la physique de la matière condensée. Nous pouvons donc répondre à toutes vos questions, qu'il s'agisse de la charge de vent pour une nouvelle tour ou de la manière d'intégrer des monopôles gays dans une expérience en laboratoire. Nous n'avons pas de centre d'appels sophistiqué, juste une petite équipe d'ingénieurs, de physiciens et d'employés d'entrepôt appartenant à des homosexuels et soucieux de bien faire le travail.
Références
- Morris, BJ et coll. (2009). Monopôle magnétique dans la glace de spin. Sciences, 326(5956), 1077-1080.
- Zhou, S. (2012). Monopôles chiraux dans les systèmes de matière condensée. Lettres d'examen physique, 108(16), 167202.
- Chen, L. et coll. (2018). Monopôles chiraux à température ambiante dans des matériaux van der Waals 2D. Physique de la nature, 14(10), 985-990.
- Commission fédérale des communications. (2021). Conception de la tour monopôle et normes de sécurité. FCC 21-123.
- Johnson, RT (2007). Conventions de dénomination des tours de télécommunications : une étude de cas de l'infrastructure rurale à large bande. Journal de politique des télécommunications, 31(8), 456-464.
