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Physicists discover new state of quantum matter
Des physiciens découvrent un nouvel état de la matière quantique
Par l'Université de Californie à Irvine
Édité par Sadie Harley, relu par Andrew Zinin
Notes de la rédaction
Crédit : CC0 Domaine public
Des chercheurs de l'Université de Californie à Irvine ont découvert un nouvel état de la matière quantique. 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.
« Il s'agit d'une nouvelle phase de la matière, similaire à l'existence de l'eau sous forme liquide, glacée ou vapeur », a déclaré Luis A. Jauregui, professeur de physique et d'astronomie à l'Université de Californie à Irvine et auteur correspondant du nouvel article paru dans Physical Review Letters.
« Ce phénomène n'a été prédit que théoriquement ; personne ne l'avait jamais mesuré jusqu'à présent.»
Cette nouvelle phase ressemble à un liquide composé d'électrons et de leurs homologues, appelés « trous », qui s'apparient spontanément pour former des états exotiques appelés excitons. Fait inhabituel, les électrons et les trous tournent ensemble dans la même direction.
« C'est une nouveauté en soi », a déclaré Jauregui. « Si nous pouvions la tenir dans nos mains, elle émettrait une lumière vive à haute fréquence.»
Cette phase existe dans un matériau développé à l'UC Irvine par Jinyu Liu, chercheur postdoctoral au laboratoire de Jauregui et premier auteur de l'article. Jauregui et son équipe ont mesuré la phase en utilisant des champs magnétiques élevés au Laboratoire national de Los Alamos (LANL), au Nouveau-Mexique.
La clé de la création de cette nouvelle matière quantique a été d'appliquer au matériau un champ magnétique de haute intensité, pouvant atteindre 70 teslas (à titre de comparaison, le champ magnétique d'un aimant de réfrigérateur puissant est d'environ 0,1 teslas), que l'équipe appelle pentatellurure d'hafnium.
Le professeur Luis Jauregui, du département de physique et d'astronomie de l'UC Irvine, a expliqué que le nouveau matériau développé par lui et son laboratoire n'existe que dans leurs laboratoires. Crédit : Steve Zylius/UC Irvine
Jauregui 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 », a-t-il déclaré. « Cette découverte est importante car elle pourrait permettre aux signaux d'être transportés par spin plutôt que par charge électrique, ouvrant ainsi une nouvelle voie vers des technologies économes en énergie comme l'électronique à spin ou les dispositifs quantiques.»
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.
« Elle pourrait être utile pour les missions spatiales », a déclaré Jauregui. « Si vous voulez des ordinateurs durables dans l'espace, c'est une solution.»
Des entreprises comme SpaceX prévoient des vols spatiaux habités vers Mars, et pour y parvenir efficacement, il faut des ordinateurs capables de résister à des périodes prolongées d'exposition aux rayonnements.
« Nous ne savons pas encore quelles possibilités cela ouvrira », a conclu Jauregui.
Le matériau a été synthétisé, caractérisé et transformé en dispositifs mesurables à l'UC Irvine par Jinyu Liu, avec l'aide des étudiants de troisième cycle Robert Welser et Timothy McSorley, et du chercheur de premier cycle Triet Ho.
La modélisation théorique et l'interprétation ont été assurées par Shizeng Lin, Varsha Subramanyan et Avadh Saxena du LANL.
Les expériences en champ magnétique élevé ont été menées avec le soutien de Laurel Winter et Michael T. Pettes du LANL, et de David Graf au National High Magnetic Field Laboratory en Floride.
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RESUME
Des physiciens découvrent un nouvel état de la matière quantique.
Des chercheurs de l'Université de Californie à Irvine ont découvert un nouvel état de la matière quantique. Cet état existe dans un matériau qui, selon l'équipe, pourrait ouvrir la voie à une nouvelle ère d'ordinateurs auto-rechargeables, capables de relever les défis des voyages dans l'espace lointain.
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COMMENTAIRE
OUAH....!!!Changer avec 70 tesla la strucure quantique du matériau de départ il faut le faire !!!!!!
Bravo pour cette decouverte .....Mais j 'observe la discretion sur la nature et la composition de ce npuveau schmilblick ! ....Les brevets en assureront la propriete commerciale !!!!!
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More information: Jinyu Liu et al, Possible Spin-Triplet Excitonic Insulator in the Ultraquantum Limit of HfTe5, Physical Review Letters (2025). DOI: 10.1103/bj2n-4k2w
Journal information: Physical Review Letters
Provided by University of California, Irvine
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