Des scientifiques transforment la lumière en supersolide.
Jusqu’ici, la lumière était une onde qui parfois se comportait comme une particule. Mais la découverte scientifique du jour va remettre en cause tout ce qu’on pensait savoir de la lumière puisque les chercheurs ont réussi à transformer cette dernière en matériau quantique hybride, à la fois rigide comme un cristal et fluide comme un liquide.
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La lumière est désormais un matériau (pas tout à fait) comme les autres
Dimitrios Trypogeorgos, du Conseil National de la Recherche en Italie, ne cache pas son enthousiasme : « Nous avons réussi à faire de la lumière un solide. C’est quand même incroyable. »
Un pas de plus dans la physique des matériaux condensés, un bond de géant pour la compréhension des états quantiques de la matière !
Rappel : qu’est que la physique quantique ?
La physique quantique est une branche fondamentale de la physique qui étudie les phénomènes à l’échelle atomique et subatomique. Elle décrit le comportement des particules et des ondes dans l’infiniment petit, où les lois de la physique classique ne s’appliquent plus. Ses principes fondamentaux incluent la superposition, l’intrication, le principe d’incertitude et la dualité onde-particule. Développée au début du 20e siècle par des scientifiques comme Planck, Einstein, Heisenberg et Schrödinger, la physique quantique est essentielle pour comprendre le fonctionnement de nombreuses technologies modernes, des smartphones aux lasers.
Lumière et physique quantique
L’idée qu’un fluide de lumière puisse exister n’est pas nouvelle. Dès 2010, Daniele Sanvitto, du même institut, avait déjà montré que la lumière pouvait se comporter comme un liquide.
Mais cette équipe vient de franchir un nouveau cap avec la création d’un supersolide de lumière.
Qu’est-ce qu’un supersolide ?
Un supersolide est une phase de la matière qui possède à la fois une organisation cristalline et une fluidité sans viscosité. Autrement dit, une structure bien définie, mais capable de couler sans frottement.
Jusqu’à présent, les supersolides étaient obtenus à partir d’atomes ultra-froids, proches du zéro absolu. Mais cette fois-ci, aucun atome gelé dans un laboratoire cryogénique. Juste un laser et un semi-conducteur bien choisi.
Une manipulation lumineuse ultra-précise
Les chercheurs ont utilisé un semi-conducteur en arséniure de gallium et d’aluminium, sculpté en fines crêtes microscopiques. En dirigeant un laser sur cette surface, ils ont pu piéger la lumière dans ces structures et créer des quasi-particules, appelées polaritons.
Le plus spectaculaire ? Ces polaritons ont fini par s’organiser en un supersolide, en raison des contraintes imposées par la structure du matériau.
Une avancée vers de nouvelles applications ?
Le physicien Alberto Bramati de l’Université Sorbonne, bien que conquis par l’expérience, reste prudent : il faut encore affiner les mesures pour caractériser pleinement ce supersolide lumineux.
L’intérêt pour les résultats de cette recherche demeure gigantesque. Ce matériau quantique pourrait ouvrir la voie à de nouveaux dispositifs photoniques, exploitant des propriétés exotiques inaccessibles jusqu’ici.
Et surtout, cette étape pourrait nous amener à une meilleure compréhension des différents états de la matière dans l’univers quantique.
Merci pour ses informations
Je suis passionné de sciences, technologie,….