D’étranges « murs de domaine » en laboratoire
Des scientifiques créent d’étranges « murs de domaine » en laboratoire. Maîtrisé pour la première fois, le phénomène quantique pourrait offrir des opportunités à la technologie. Des chercheurs de l’Université de Chicago ont, en effet, pu créer à volonté en laboratoire un nouveau type d’objet quantique. Les « murs de domaine ».
Cette découverte aide les chercheurs à mieux comprendre les particules quantiques exotiques et suggère des pistes pour de nouvelles technologies à l’avenir, comme l’électronique quantique ou la mémoire quantique.
L’étude de recherche se menait dans le laboratoire du professeur Cheng Chin, qui étudie les nouveaux systèmes quantiques et la physique sous-jacente. L’étude se publiait dans la revue Nature le 2 février 2022. Dans l’une de leurs expériences, les chercheurs d’UChicago ont observé un incident atomique fascinant à des températures définies basses. Dans de bonnes conditions, des équipes d’atomes peuvent s’isoler dans des domaines et un « mur » se forme à la jonction où ils se connectés. Ce mur de domaine s’est comporté comme un objet quantique indépendant.
D’étranges « murs de domaine » en laboratoire: les matériaux quantiques
« C’est un peu comme une dune dans le désert. Elle se fait de sable, mais la dune agit comme un objet qui se comporte différemment des grains de sable individuels ». A déclaré Ph.D. étudiant Kai-Xuan Yao, le premier auteur de l’étude.
Les chercheurs avaient entrevu ces murs de domaine dans les matériaux quantiques. Cependant, auparavant, ils ne pourraient pas les produire et les évaluer de manière fiable. Dès que les physiciens de UChicago ont mis au point la recette pour fabriquer et étudier de près les murs, ils ont observé des comportements inadéquats.
Les scientifiques sont en partie requis par le catalogue de ces comportements, car ils deviennent la base de technologies futures.
« Nous avons une grande expérience dans le contrôle des atomes », a déclaré Chin, nommé au Département de physique, à l’Institut James Franck et à l’Institut Enrico Fermi. « Nous comprenons que si vous poussez les atomes vers la droite, ils se déplaceront vers la droite. Cependant, ici, si vous poussez le mur du domaine vers la droite, il se déplace vers la gauche.
Murs de domaine quantique
Ces paroisses de domaine font partie d’une classe appelée phénomènes “émergents”. Ce qui indique qu’ils semblent se conformer aux toutes nouvelles lois de la physique en raison de nombreuses particules agissant ensemble comme un collectif.
Le laboratoire de Chin étudie ces phénomènes émergents, pensant qu’ils peuvent éclairer un ensemble de lois appelée théorie de jauge dynamique, qui définit d’autres phénomènes émergents dans les matériaux aux côtés de l’univers primitif ; les mêmes phénomènes ont probablement simultanément les premières particules lorsqu’elles sont agglutinées pour créer des galaxies, des étoiles et des planètes.
Les découvertes dans ce domaine peuvent également rendre possible une toute nouvelle technologie quantique. Les chercheurs souhaitant cataloguer ces comportements en partie, car ils deviennent la base de la technologie future. Par exemple, la base du GPS moderne vient de scientifiques des années 1950 qui tentaient de tester la théorie de la relativité d’Einstein.
« Il pourrait y avoir des applications pour ce phénomène pour la fabrication de matériaux quantiques programmables ou de processeurs d’informations quantiques. Il peut s’utiliser pour produire un moyen plus robuste de sauvegarder des informations quantiques ou permettre de nouvelles fonctionnalités dans les matériaux ». A déclaré Chin. “Mais avant de pouvoir le découvrir, la première étape consiste à comprendre comment les contrôler.”
Lisez l’article original sur Scitech Daily.
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