Une nouvelle matière a été découverte!

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L’image de la probabilité d’emplacement d’un trou d’électrons dans les dropletons de ces nouvelles découvertes. L’électron est situé au centre de la crête, et les hauteurs indiquent  la probabilité de la localisation du trou.

Il fut un temps où les  matières étaient aussi simples que: solide, liquide, gaz.Puis veint le plasma, condensat de Bose (Einstein),  fluide supercritique, etc.

Maintenant il y en a un en plus grâce à cette nouvelle découverte inattendue  nommé ‘dropletons’ qui a beaucoup de ressemblance  avec le liquide mais qui se manifeste dans des circonstances inattendues.La découverte a eu lieu quand une équipe de l’Université du Colorado(département du laboratoire d’astrophysique) projetait la lumière d’un laser sur de l’arséniure de gallium (GaAs) afin de  créer des excitons.


Les excitons se forment quand un photon se frotte à un tissu, surtout si c’est un semi-conducteur. Si un électron est frappé et qu’il bouge, il formera un trou.Si les éléments autour maintiennent l’électron près du trou afin d’obtenir une attraction, alors un exciton aura lieu. Les Excitons seront alors quasiment des particules car les électrons et les trous ne feront qu’un.

Si tout cela vous semble difficile à comprendre, souvenez-vous que les cellules solaires sont des semi-conducteurs et qu’une large quantité d’excitons réunis peut produire de l’électricité. Une meilleure compréhension sur le comportement et la formation des excitons peut nous donner les moyens de récolter la lumière du soleil plus efficacement.

Un étudiant diplômé nommé Andrew Almand-Hunter a su formé des biexcitons, qui sont deux excitons qui se comportent comme une seule molécule, en projetant un laser sur un point à 100nanomètres tout en réduisant la pression progressivement à chaque seconde.

« Mais l’expérience ne s’est pas du tout déroulée comme prévu », a déclaré Almand-Hunter. Lorsque les pulsions étaient au-dessus du millionième de seconde, la densité de l’exciton a atteint un seuil critique. « Nous nous attendions à voir l’énergie des biexcitons augmenter pendant que le laser générait plus d’électrons et de trous. Mais nous avons vu que l’énergie avait diminué! »

L’équipe s’est rendu compte  qu’elle avait créé autre chose que du biexciton, et ne savait pas ce que c’était. Ils prirent contact avec les théoriciens de l’Université de Philipps à Marburg qui ont suggéré qu’ils avaient fait des gouttelettes de 4 à 6 électrons et des trous, et qu’ils avaient construit un modèle de comportement de ces gouttelettes.

Les gouttelettes sont assez petites pour avoir un comportement quantique mécanique, mais les électrons et les trous ne font pas une paire comme ils le devraient  vu que le dropleton n’était qu’un groupe d’excitons. Par contre, ils forment un « brouillard quantique » d’électrons et de  trous  qui se mélangent l’un à l’autre en se propageant comme un liquide, plutôt que d’exister en paires individuelles.

Cependant, contrairement aux liquides que nous connaissons, les dropletons ont une taille limitée et l’électron/trou indique leur durée.Cette découverte a été publiée dans la revue Nature. Le plus remarquable dans tout ça c’est que les dropletons sont stables, selon les normes de la physique quantique.

Même s’ils peuvent seulement survivre à l’intérieur des tissus(matériaux) solides, leur durée de vie est d’environ 25 milliardièmes de seconde, ce qui donne assez de temps aux scientifiques pour étudier la façon dont leur comportement est façonné par rapport à l’environnement. À 200 nm de vue, les dropletons sont aussi gros que des petites bactéries, une taille qui peut être vue par des microscopes conventionnels

Mackillo Kira de l’Université de Philipps qui a fourni une grande partie de la base théorique de la Scientific American déclare: »Les optiques classiques peuvent détecter les objets qui sont plus grands que leur longueur d’onde, et nous nous approchons de cette limite. Ce serait vraiment bien de détecter des informations spectroscopiques sur le dropleton afin de le comprendre. »

Le professeur Steven Cundiff (directeur des laboratoires JILA) dit: «Personne ne va construire un gadget de gouttelettes quantiques. »Cependant, ce travail pourrait aider à comprendre des systèmes où les particules interagissent avec la mécanique quantique.

source:The Cundiff Group & Brad Baxley, JILA





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