La physique de la matière condensée est un domaine pour le moins intrigant. Lorsque les températures se rapprochent du zéro absolu, c’est-à-dire de -273,15 °C, la matière prend une forme dite « supersolide » où les particules sont disposées dans un motif cristallin tout en étant capables de s’écouler sans friction. Quand les conditions requises sont réunies, il serait également possible de convertir la lumière en supersolide. Bien que ce concept soit connu depuis des décennies, ce n’est que récemment qu’il a été validé à travers des expériences. On doit cette avancée à un groupe de recherche dont fait partie Dimitrios Trypogeorgos du Conseil national de la recherche (CNR) italien.
Des condensats atomiques de Bose-Einstein
Pour parvenir à cet exploit sans précédent, les scientifiques ont mis en œuvre des condensats atomiques de Bose-Einstein (BEC) ultrafroids couplés à des champs électromagnétiques. Ces condensats sont en fait des atomes refroidis proche du zéro absolu pour entrer dans un état quantique exotique de la matière. Cette architecture leur a permis de faire basculer la lumière dans un état supersolide. Il convient de souligner que cette percée a été en partie rendue possible par une recherche antérieure menée par Danielle Sanvitto, également membre du CNR. En effet, le scientifique italien avait formulé il y a plus d’une décennie une théorie selon laquelle la lumière pouvait agir comme un fluide.
Une approche sans précédent
Dans le cadre d’une expérience récente, Dimitrios Trypogeorgos et Danielle Sanvitto ont réussi à faire passer le phénomène du stade conceptuel à la réalité. Concrètement, ils sont parvenus à créer un supersolide quantique. Pour ce faire, ils ont utilisé un semi-conducteur connu sous le nom d’arséniure d’aluminium-gallium ainsi qu’un laser au lieu d’atomes ultrafroids. En effet, les précédentes tentatives impliquaient le recours à des atomes refroidis à des températures extrêmement basses. Les scientifiques du CNR ont ensuite braqué le laser sur le semi-conducteur dont la structure comportait des crêtes étroites.
Un exploit majeur
Grâce à cette technique, des quasiparticules appelées polaritons se sont formées. Ces particules hybrides ont vu leur capacité de déplacement limité par les crêtes. De même, ces dernières avaient eu un impact sur les niveaux d’énergie des polaritons. Cela a entrainé la formation d’un supersolide. Pour vérifier s’il s’agissait bien d’un solide et d’un fluide sans viscosité, l’équipe a effectué des analyses approfondies. Finalement, Dimitrios Trypogeorgos et ses collègues sont parvenus à démontrer que leur approche avait permis de faire basculer la lumière dans un état alliant les caractéristiques d’un supersolide et d’un superliquide qui peut s’écouler sans aucune contrainte. Et il s’agit d’une première dans l’histoire ! À noter qu’un article consacré à cette recherche a été publié dans la revue Nature. Plus d’infos : Nature.com. J’avoue ne pas connaitre les applications possibles à cette avancée scientifique, j’ai hate de connaitre la suite ! Et vous ? Je vous invite à nous donner votre avis, vos remarques ou nous remonter une erreur dans le texte, cliquez ici pour publier un commentaire .
