Non :
une découverte n’en chasse pas une autre !
Et en voici la preuve avec ma traduction d’aujourd’hui !
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From SCIENCEX/PHYS ORG of to day
“New evidence that the quantum world is even stranger
than we thought
Une nouvelle
preuve que le monde quantique est encore plus étrange qu'on ne le pensait
par Steve
Tally, Université Purdue
PHOTO /Des preuves expérimentales des quasi-particules
appelées ayons ont été trouvées par une équipe de scientifiques de l'Université
Purdue. L'interférence électrique dans l'expérience a créé un modèle que les
chercheurs ont appelé un «complot de pyjama»; les sauts dans le motif
d'interférence étaient la signature de la présence d'anyons. Crédit: Image de
l'Université Purdue / James Nakamura
De nouvelles
preuves expérimentales d'un comportement collectif des électrons pour former
des «quasi-particules» appelées «anyons» ont été rapportées par une équipe de
scientifiques de l'Université Purdue.
Les anyons
présentent des caractéristiques que l'on
ne voit pas dans d'autres particules subatomiques, notamment une charge
fractionnaire et des statistiques
fractionnaires et qui maintiendraient une sorte
de «mémoire» de leurs interactions avec d'autres quasi-particules
similaires , en induisant des changements de phase de mécanique quantique.
L'associé de
recherche postdoctoral James Nakamura, avec l'aide des membres du groupe de
recherche Shuang Liang et Geoffrey Gardner, a fait cette découverte alors qu'il
travaillait dans le laboratoire du professeur Michael Manfra. Manfra est
professeur émérite de physique et d'astronomie, titulaire de la chaire Purdue's
Bill et Dee O'Brien, professeur de physique et d'astronomie, professeur de
génie électrique et informatique et professeur de génie des matériaux. Bien que
ce travail puisse éventuellement s'avérer pertinent pour le développement ultérieur d'un ordinateur quantique, pour
l'instant, a déclaré Manfra, il doit rester considéré comme une étape importante dans la
compréhension de la physique des quasiparticules.
Un article
de recherche sur la découverte a été publié dans Nature Physics de cette
semaine.
Le physicien
théoricien lauréat du prix Nobel Frank Wilczek, professeur de physique au MIT,
a donné à ces quasiparticules le nom ironique de "anyon" en raison de
leur comportement étrange car contrairement à d'autres types de particules, ils
peuvent adopter "n'importe quelle" phase quantique lorsque leur les
positions sont échangées.
Avant la
preuve croissante des anyons en 2020, les physiciens avaient classé les
particules du monde connu en deux groupes: les fermions et les bosons. Les
électrons sont un exemple de fermions et les photons, qui composent la lumière
et les ondes radio, sont des bosons. Une différence caractéristique entre les
fermions et les bosons est la façon dont les particules agissent lorsqu'elles
sont bouclées ou tressées les unes autour des autres. Les fermions répondent
d'une manière directe et les bosons d'une autre manière attendue et directe.
Tout le
monde réagit comme s'il avait une charge fractionnaire et, plus intéressant
encore, crée un changement de phase non trivial en se tressant les uns autour
des autres. Cela peut induire chez ces anyons comme
une sorte de "mémoire"
de cette interaction.
Les "Anyons
n'existent que s’il se produit une
certaine forme d'excitations 'électrons
entre eus et dans des circonstances spéciales", a
déclaré Manfra. "Mais ils ont ces propriétés manifestement sans problèmes ,
y compris la charge fractionnaire et les statistiques fractionnaires. Ca parait
drôle, parce que normalement vous
pensez," Comment peuvent-ils avoir moins de charge que la charge
élémentaire d'un électron? " Mais ils le font. "
Manfra a
déclaré que lorsque des bosons ou des fermions sont échangés, ils génèrent un
facteur de phase de plus un ou moins un, respectivement.
Photo Les
scientifiques de Purdue ont annoncé de nouvelles preuves expérimentales d'un
comportement collectif des électrons pour former des «quasiparticules» appelées
«anyons». L'équipe a pu démontrer ce comportement en acheminant les électrons à
travers une nanostructure gravée en forme de labyrinthe spécifique dans un
dispositif à l'échelle nanométrique appelé interféromètre. Crédit: Image de
l'Université Purdue / James Nakamura
«Dans le cas
de nos anyons, la phase générée par le tressage était de 2π / 3», dit-il. "C'est différent
de ce qui a été vu dans la nature auparavant."
Les Anyons
affichent ce comportement uniquement en tant que foules collectives
d'électrons, où de nombreux électrons se comportent comme un seul dans des
conditions très extrêmes et spécifiques, de sorte qu'ils ne sont pas considérés
comme isolés comme ils peuvent l etre dans
la nature, a déclaré Nakamura.
"Normalement,
dans le monde de la physique, nous pensons aux particules fondamentales, telles
que les protons et les électrons, et à toutes les choses qui composent le
tableau périodique", a-t-il déclaré. "Mais nous devons admettre l'existence
de quasiparticules, qui émergent d'une mer d'électrons placés dans certaines
conditions extrêmes."
Comme ce
comportement dépend du nombre de fois que les particules sont tressées ou
bouclées les unes autour des autres, elles apparaissent alors plus robustes dans leurs propriétés que les
autres particules quantiques. Cette caractéristique est dite topologique car
elle dépend de la géométrie de a l’arrangement du système et peut éventuellement conduire à des structures d'anion
beaucoup plus sophistiquées qui pourraient être utilisées pour construire des
ordinateurs quantiques topologiques stables.
L'équipe a
pu démontrer ce comportement en acheminant les électrons à travers une
nanostructure gravée en forme de labyrinthe spécifique faite d'arséniure de
gallium et d'arséniure d'aluminium et de gallium. Cet appareil, appelé
interféromètre, confinait les électrons à se déplacer dans un chemin
bidimensionnel. L'appareil a été refroidi à un centième de degré près du zéro absolu
(10 millikelvin) et soumis à un puissant champ magnétique de 9 Tesla. La
résistance électrique de l'interféromètre a généré un motif d'interférence que
les chercheurs ont appelé un «tracé de pyjama». Les sauts dans le schéma
d'interférence révélaient la signature de la présence de anyons.
"C'est
certainement l'une des choses les plus complexes et les plus compliquées à
faire en physique expérimentale", a déclaré Chetan Nayak, physicien
théoricien à l'Université de Californie à Santa Barbara à Science News.
Nakamura a
déclaré que les installations de Purdue ont créé l'environnement pour que cette
découverte se produise.
«Nous avons toute
la technologie pour développer le semi-conducteur à l'arséniure de gallium
nécessaire à la réalisation de notre système électronique. Nous avons les
installations de nanofabrication dans le centre de nanotechnologie de Birck
pour fabriquer l'interféromètre, l'appareil que nous avons utilisé dans nos
expériences. Dans le département de physique, nous avons le capacité à mesurer
des températures ultra-basses et à créer des champs magnétiques puissants.
" Et i a rajouté "Par conséquent , nous avons tous les composants
nécessaires qui nous ont permis de faire cette découverte ici à Purdue. C'est
une bonne chose de faire de la recherche ici et pourquoi nous avons pu faire
ces progrès."
Manfra a
déclaré que la prochaine étape dans la frontière des quasi-particules
impliquera la construction d'interféromètres plus complexes.
"Dans
les nouveaux interféromètres, nous aurons la possibilité de contrôler la
disposition et le nombre de quasiparticules
dans la chambre", a-t-il déclaré. "Ensuite, nous pourrons changer le
nombre de quasiparticules à l'intérieur de l'interféromètre à la demande et
changer le diagramme d'interférence à notre guise."
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information: J. Nakamura et al. Direct observation of anyonic
braiding statistics, Nature Physics (2020). DOI: 10.1038/s41567-020-1019-1
Journal information: Nature Physics
Provided by Purdue University
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MES
COMMENTAIRES
J’apprécie a sa valeur la certitude de cette sorte
de comportement des électrons pour les contraindre a des
arrangements collectifs ….Je pense ailleurs que des assemblages synchronisés de multi
couples de dipôles d’électrons –positrons(
voire de positroniums ) seraient
envisageables à longue distance …..
donc métastables , du moins a
tees basses températures
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