Découverte d'un nouvel état de la matière quantique

Europa Press

Journal La Jornada, mardi 29 juillet 2025, p. 6

Madrid. Des chercheurs de l'Université de Californie à Irvine ont découvert un nouvel état de la matière quantique, similaire à la présence de l'eau à l'état liquide, glacé ou vapeur.

Cet état existe dans un matériau qui, selon l’équipe, pourrait ouvrir la voie à une nouvelle ère d’ordinateurs auto-chargeables capables de résister aux défis des voyages dans l’espace lointain.

« Cela n'avait été prédit que théoriquement ; personne ne l'avait mesuré jusqu'à présent », a déclaré Luis A. Jáuregui, professeur de physique et d'astronomie à l'UC Irvine et auteur correspondant du nouvel article publié dans Physical Review Letters , dans un communiqué.

Cette nouvelle phase ressemble à un liquide composé d'électrons et de leurs homologues, appelés trous , qui s'associent spontanément pour former des états exotiques appelés excitons. Fait inhabituel, les électrons et les trous tournent ensemble dans la même direction.

Il émettrait une lumière vive

« C'est une nouveauté en soi », a déclaré Jáuregui. « Si nous pouvions le tenir dans nos mains, il émettrait une lumière vive à haute fréquence . »

Cette phase existe dans un matériau développé à l'Université de Californie à Irvine par Jinyu Liu, chercheur postdoctoral au laboratoire de Jáuregui et premier auteur de l'article. Jáuregui et son équipe ont mesuré cette phase en utilisant des champs magnétiques élevés au Laboratoire national de Los Alamos, au Nouveau-Mexique.

La clé de la création de la nouvelle matière quantique a été d'appliquer un champ magnétique de haute intensité allant jusqu'à 70 teslas au matériau (en comparaison, le champ magnétique d'un aimant de réfrigérateur puissant est d'environ 0,1 teslas), que l'équipe appelle pentatellide d'hafnium.

Jáuregui a expliqué que lorsque son équipe a appliqué le champ magnétique, la capacité du matériau à transporter l'électricité a soudainement diminué, ce qui montre qu'il s'est transformé en cet état exotique. Cette découverte est importante car elle pourrait permettre la transmission de signaux par spin plutôt que par charge électrique, ouvrant ainsi une nouvelle voie vers des technologies économes en énergie telles que l'électronique à spin ou les dispositifs quantiques , a déclaré Jáuregui. Contrairement aux matériaux conventionnels utilisés en électronique, cette nouvelle matière quantique n'est affectée par aucune forme de rayonnement, ce qui en fait un candidat idéal pour les voyages spatiaux.

« Cela pourrait être utile pour les missions spatiales » , a expliqué Jáuregui. « Si nous cherchons des ordinateurs durables dans l'espace, c'est une façon d'y parvenir . »