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Des physiciens assurent avoir réussi à produire un « Supersolide »

Crédits : Institute for Crystal Growth, Germany

Deux équipes indépendantes de physiciens assurent avoir réussi à produire un supersolide – un état exotique de la matière qui a la structure cristalline d’un solide, mais qui coule comme un liquide.

Imaginez un solide capable de traverser un autre solide comme si de rien n’était. Le phénomène manifestant à l’échelle macroscopique les propriétés quantiques du monde microscopique fascine les physiciens depuis de nombreuses années. Prédit en 1969 par les théoriciens Russes Alexander Andreev et Ilya Liftshitz, l’état supersolide est un état quantique de la matière dont, à très basse température, proche du zéro absolu, les lacunes du réseau cristallin obtenu pourraient s’écouler comme dans un superfluide.

En 2004, des chercheurs de la Pennsylvania State University rapportaient avoir observé à – 273 ° Celsius une phase supersolide dans un solide constitué d’hélium 4. D’autres physiciens réussirent à reproduire leurs résultats, mais certaines anomalies mesurées, difficilement explicables en présence d’une véritable phase supersolide, commencèrent à jeter le doute. Depuis lors, l’existence éventuelle des supersolides est restée controversée, mais de nouveaux résultats expérimentaux obtenus par des chercheurs suisses et américains pourraient changer les choses – ou les rendre encore plus compliquées.

Deux équipes indépendantes, l’une du MIT, et l’autre de l’ETH Zurich, prétendent avoir effectivement créé un état supersolide sous une forme de la matière connue sous le nom d’un condensat de Bose-Einstein – un état de la matière formée à des températures ultra-froides, où les atomes se comportent comme des vagues. L’avantage de commencer par un condensat de Bose-Einstein, c’est que vous avez déjà affaire à un superfluide, de sorte que vous êtes déjà à mi-chemin.

Comme le rapporte Emily Conover, interrogée par Science News, les équipes ont utilisé différentes méthodes pour arriver au même résultat.

Ils auraient ainsi réussi à « amadouer » le superfluide, le menant à se comporter simultanément comme un solide en créant des variations de densité régulières dans les atomes. En ce sens, ils auraient alors réussi à créer de la matière pouvant circuler à travers elle-même, avec une résistance nulle.

Les deux équipes revendiquent donc la réalisation d’un état supersolide, mais elles restent néanmoins très calmes jusqu’à ce que les résultats soient analysés par des pairs. Toujours est-il que l’idée même d’un état supersolide reste étrange, étant donné le fait que les états superfluides et solides sont normalement en concurrence. Dans la plupart des matériaux, les atomes sont en effet contraints de choisir l’un ou l’autre des états.

Les résultats de cette recherche sont disponibles en pré-impression ici.

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