Quand les physiciens nous emmènent dans leur monde, il faut parfois savoir accepter de perdre tous nos repères. C’est une fois de plus le cas aujourd’hui. Une équipe a obtenu, pour la première fois, une forme de lumière solide, mais qui s’écoule comme un liquide. De la lumière supersolide !
L’état supersolide est un état de la matière assez difficile à concevoir. Sans doute parce que des effets quantiques, eux aussi un peu au-delà de l’entendement, permettent aux supersolides de se comporter à la fois comme des solides et comme des liquides. Pour les physiciensphysiciens, ils correspondent à des matériaux dont la viscosité est nulle et dont les atomesatomes s’arrangent malgré tout suivant une structure cristalline. Jusqu’ici, ils n’ont été produits qu’avec des atomes refroidis à des températures extrêmes. Des conditions dans lesquelles apparaissent les effets quantiques souhaités.
De la lumière supersolide à partir d’un laser et d’un semi-conducteur
Mais des chercheurs du Centre national de la recherche (Italie) expliquent aujourd’hui dans la revue Nature comment ils ont procédé différemment. Et obtenu quelque chose « d’assez impressionnant » : de la lumièrelumière supersolide !
Pour y arriver, les physiciens ont pointé un laserlaser sur un semi-conducteursemi-conducteur, de l’arséniure d’aluminiumaluminium–galliumgallium. Ce n’est pas un matériaumatériau exceptionnel. On le trouve dans les diodes électroluminescentesdiodes électroluminescentes rouges ou infrarougesinfrarouges, par exemple. Mais il présente des motifs de crêtes étroites intéressantes ici. Car ce sont ces crêtes qui ont contraint les déplacements et les énergiesénergies que les polaritonspolaritons – des « quasi-particules » créées par interaction de la lumière laser avec le matériau – de manière à ce qu’ils forment un supersolide. Une grande première !
Une première étape avant de belles découvertes ?
L’autre défi pour les physiciens a été de mesurer ensuite avec suffisamment de précision les propriétés de cette lumière pour prouver qu’elle se présentait bien dans un état supersolide. Les chercheurs espèrent maintenant que ces travaux les aideront à mieux comprendre la façon dont la matière quantique peut changer d’état. D’autant que les supersolides de lumière pourraient être finalement plus faciles à manipuler que ceux créés à partir d’atomes. De quoi envisager toutes sortes de choses surprenantes, se réjouissent les physiciens. « Nous sommes vraiment au début de quelque chose de nouveau ! »
