La lumière devient un état étrange de la matière : des scientifiques créent le premier supersolide !
Pour la première fois, des scientifiques ont réussi à transformer la lumière en un supersolide, un état particulier de la matière qui combine les propriétés d'un solide et d'un liquide. Cette découverte pourrait révolutionner diverses technologies.
Une équipe de scientifiques a réussi un exploit sans précédent : transformer la lumière en un supersolide. Jusqu'à présent, ce phénomène n'avait été observé que dans des systèmes atomiques, mais c'est la première fois qu'il est réalisé en couplant la lumière et la matière. Cette découverte pourrait ouvrir de nouvelles voies dans l'étude de la physique quantique et la recherche de matériaux exotiques.
Les supersolides sont une énigme de la mécanique quantique. Il s'agit de matériaux qui, tout en ayant une structure cristalline solide, peuvent également s'écouler sans frottement, comme un liquide sans viscosité. Ce comportement contradictoire remet en question la compréhension conventionnelle des états de la matière.
La clé : des températures extrêmes
Les supersolides nécessitent des conditions extrêmes pour se former, en particulier des températures proches du zéro absolu (-273,15°C). À ces températures, les effets quantiques dominent le comportement des particules, ce qui permet l'émergence de propriétés inattendues.
L'absence de chaleur signifie que les particules interagissent de manière ordonnée, sans l'interférence du mouvement thermique.
Cet état de la matière implique également l'absence de viscosité. Normalement, les fluides résistent aux mouvements dus aux frottements internes, mais les supersolides et les superfluides défient cette règle.
Un exemple classique est l'hélium 4 qui, lorsqu'il est refroidi à des températures extrêmes, s'écoule sans résistance et défie la gravité en grimpant le long des parois de son conteneur.
Le processus : la lumière transformée en matière
Jusqu'à présent, les supersolides ont été créés à l'aide de gaz atomiques ultrafroids, mais cette nouvelle étude a permis de réaliser une avancée importante en utilisant des polaritons. Ces entités résultent du couplage de photons (particules de lumière) avec des quasiparticules, telles que les excitons, par le biais d'interactions électromagnétiques intenses.
Ce mécanisme permet aux polaritons de se condenser dans l'état d'énergie le plus bas possible, une condition essentielle à la formation d'un supersolide. En termes simples, les scientifiques ont réussi à combiner la lumière et la matière pour créer cet état quantique exotique.
Applications futures
L'étude des supersolides a des implications dans différents domaines. Ces matériaux permettent de comprendre l'interaction fondamentale entre les particules sans l'interférence de la température. La compréhension de leur dynamique peut permettre des avancées dans le domaine des supraconducteurs, de l'informatique quantique et même de la mise au point de lubrifiants sans frottement.
Les chercheurs explorent encore les applications technologiques potentielles de ces matériaux, mais cette découverte marque une étape cruciale vers la manipulation de la lumière et de la matière à des niveaux sans précédent. Si les études se poursuivent, les supersolides pourraient jouer un rôle clé dans la révolution de la physique quantique et des technologies futures.
Référence de l'article :
Emerging supersolidity in photonic-crystal polariton condensates. 05 de março, 2025. Trypogeorgos, et al.