La communauté scientifique est en ébullition après une avancée majeure en physique de la matière condensée. Pour la première fois, des chercheurs sont parvenus à transformer la lumière en un supersolide – un exploit qui ouvre de nouvelles pistes pour explorer les états quantiques insolites de la matière. Même si la démarche reste complexe, cette découverte pourrait changer notre façon de voir la matière et ouvrir la porte à de futures applications.
Une nouvelle étape franchie par les chercheurs
À l’origine de cette réussite, on retrouve trois experts reconnus : Dimitrios Trypogeorgos et Danielle Sanvitto du Conseil National de la Recherche d’Italie (CNR), ainsi qu’Alberto Bramati de l’Université de la Sorbonne en France. Ces chercheurs ont réussi à créer un solide étrange qui peut s’écouler comme un liquide, directement à partir de la lumière. Ce résultat marque une étape marquante dans l’étude des supersolides, ces matériaux qui affichent une viscosité nulle tout en gardant une organisation cristalline.
Il y a plus de dix ans, Danielle Sanvitto avait déjà montré que la lumière pouvait se comporter comme un fluide. Jusqu’à maintenant, les supersolides ne se réalisaient que dans des environnements super contrôlés et avec des atomes refroidis à des températures très basses. Faire apparaître un supersolide à partir de la lumière est donc une avancée inédite.
Comment ils ont fait et les défis rencontrés
Le procédé mis au point par ces chercheurs repose sur l’utilisation d’un semi-conducteur particulier : l’arséniure de gallium et d’aluminium. Un laser a été dirigé sur une pièce spécialement structurée du semi-conducteur, comportant des crêtes fines. Cette configuration a permis de créer des particules hybrides appelées polaritons. Le design de ces crêtes a limité le mouvement et les niveaux d’énergie des polaritons, favorisant ainsi leur regroupement pour former un état supersolide.
Mais créer ce supersolide n’a pas été une mince affaire. Danielle Sanvitto insiste sur la complexité du processus : il fallait mesurer avec une grande précision les caractéristiques de ce nouvel état pour démontrer qu’il combinait bien les propriétés d’un solide et celles d’un liquide sans viscosité. « Nous avons vraiment transformé la lumière en un solide », s’enthousiasme Dimitrios Trypogeorgos (Newscientist).
Nouvelles perspectives pour l’avenir
Les retombées de cette découverte se profilent déjà. Alberto Bramati explique que cette étude permet de mieux comprendre comment la force forte peut influencer les transitions de phase. Même si l’équipe a réussi à générer un supersolide, elle admet qu’il faut encore accomplir d’autres mesures et analyses pour cerner toutes ses particularités.
Cette prouesse ouvre aussi des perspectives intéressantes pour l’avenir. La matière basée sur la lumière pourrait s’avérer plus facile à manipuler que celle obtenue à partir d’atomes, ce qui simplifierait l’étude approfondie des nouveaux états quantiques et pourrait déboucher sur des applications concrètes dans la technologie quantique (mais il faudra du temps pour concrétiser ces idées).
Cette avancée nous invite à poursuivre l’exploration de ces territoires encore peu connus, notamment en matière de conversion thermique. Les travaux de Dimitrios Trypogeorgos, Danielle Sanvitto et Alberto Bramati marquent le début d’une nouvelle ère où la lumière pourrait devenir un véritable levier pour percer les mystères de notre univers matériel.
