Des Fragments Quantiques Ultrafroids brisent la symétrie intemporelle
De nombreux phénomènes de l’environnement témoignent d’équilibres dans leur avancement dynamique, ce qui aide les scientifiques à mieux comprendre le mécanisme interne d’un système. En physique quantique, cependant, ces symétries ne sont pas toujours atteintes. Lors d’essais en laboratoire d’atomes de lithium ultrafroids, des scientifiques de la Facility for Quantum Dynamics de l’Heidelberg College ont prouvé pour la toute première fois l’écart théoriquement attendu par rapport à la proportion classique. Leurs résultats ont été publiés dans la revue Scientific research.
« Dans le monde de la physique classique, la puissance d’un gaz parfait augmente proportionnellement à la contrainte appliquée. C’est une conséquence directe de la proportion d’échelle et la même connexion est vraie dans chaque système stable à l’échelle. Dans le monde de la mécanique quantique, néanmoins, les communications entre les bits quantiques peuvent devenir si fortes que cet équilibre d’échelle classique ne s’applique plus », explique le professeur affilié Dr Tilman Enss de l’Institut de physique théorique. Son groupe d’étude et de recherche a fait équipe avec le groupe du professeur Dr. Selim Jochim à l’Institut de physique.
Dans leurs expériences, les chercheurs ont étudié les pratiques d’un gaz ultrafroid et superfluide d’atomes de lithium. Lorsque le gaz sort de son état d’équilibre, il commence à se dilater et à se contracter en continu dans un mouvement de « respiration ». Contrairement aux fragments intemporels, ces particules quantiques peuvent se lier par paires et, par conséquent, le superfluide devient plus rigide à mesure qu’il est pressé.
Le groupe dirigé par les principaux auteurs Dr. Puneet Murthy et Dr. Nicolo Defenu, collègues du Prof. Jochim et du Dr. Enss, a observé cet écart par rapport à la proportion d’échelle intemporelle et a ainsi directement vérifié la nature quantique de ce système. Les chercheurs rapportent que cet effet fournir une bien meilleure compréhension des pratiques des systèmes avec des propriétés résidentielles comparables telles que le graphène ou les supraconducteurs, qui n’ont aucune résistance électrique lorsqu’ils sont refroidis en dessous d’un niveau de température essentiel particulier.
Référence: Puneet A. Murthy et al, Quantum scale anomaly and spatial coherence in a 2D Fermi superfluid, Science (2019). DOI: 10.1126/science.aau4402
