La particularité est qu'il peut avoir une structure cristalline et être superfluide en même temps. Après des décennies d'essais et d'erreurs, un groupe de recherche de l'université autrichienne d'Innsbruck, dirigé par l'Italienne Francesca Ferlaino, a mis au point cet étrange matériau élaboré.
Il a fallu des décennies de recherches et de tentatives infructueuses, mais finalement le premier supersolide 2D a été créé, un matériau presque magique fabriqué en exploitant des bizarreries quantiques. Ce matériau, qui possède les propriétés d'un solide et d'un superfluide, a été créé par une équipe de recherche de l'université autrichienne d'Innsbruck dirigée par l'Italienne Francesca Ferlaino. Les résultats de l'étude ont été publiés dans la revue Nature. L'existence d'états supersolides de la matière était une hypothèse depuis les années 1950.
Les caractéristiques et la création du supersolide 2D
La particularité de ces supersolides réside dans le fait que sous certaines conditions, un matériau peut avoir une structure cristalline, et donc être solide, et en même temps peut être superfluide, c'est-à-dire ne générer aucune friction, en théorie un matériau superfluide peut glisser sans fin. Depuis les années 1950, des dizaines d'équipes de chercheurs ont tenté de concrétiser ces comportements prédits par la théorie. En 2019, trois groupes différents, dont celui de l'Institut national d'optique de Pise du Conseil national de la recherche (CNR-Ino), y étaient parvenus, mais uniquement avec des "gouttelettes" uniques, dans une seule dimension. Le groupe de Ferlaino, en revanche, a réussi à arranger de nombreuses gouttelettes pour former un réseau bidimensionnel, une structure ordonnée comme un cristal mais exprimant tous les comportements quantiques bizarres attendus.
Sur la base de la perspicacité qui a conduit à la création du matériau, il y a le fait que, dans le monde quantique, la "localisation" - qu'une particule existe en un point spécifique - est absente. "Normalement, on pourrait penser que chaque atome se trouve dans une gouttelette spécifique, sans possibilité d'échange avec les autres", a expliqué Matthew Norcia, l'un des chercheurs du groupe. "Cependant, dans l'état supersolide, ajoute-t-il, chaque particule est délocalisée dans toutes les gouttelettes, c'est-à-dire qu'elle existe simultanément dans chaque gouttelette. Le comportement bizarre existant à l'échelle quantique, dans le scénario construit par les chercheurs, a permis l'émergence d'un comportement supersolide en tous points et en même temps. L'expérience menée par les chercheurs suisses ouvrirait la porte à de nouvelles perspectives dans le monde de la recherche. Selon Ferlaino, cela pourrait nous aider à comprendre "comment les "tourbillons" se forment dans les vides qui existent entre des gouttelettes voisines".
Restant dans le monde de la physique, une équipe de scientifiques a plutôt réussi à peser des trous noirs.
Stefania Bernardini
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