Les scientifiques ont découvert un tout nouvel état de la matière électronique

Les scientifiques ont découvert un tout nouvel état de la matière électronique

 

Les scientifiques ont observé un nouvel état de la matière électronique à l’échelle quantique, qui se forme lorsque les électrons s’agglutinent en transit, et cela pourrait faire progresser notre compréhension et notre application de la physique quantique.

 

Le mouvement est la clé de ce nouvel état quantique. Lorsqu’un courant électrique est appliqué à des semi-conducteurs ou à des métaux, les électrons à l’intérieur se déplacent généralement lentement et quelque peu au hasard dans une direction.

Ce n’est pas le cas dans un type spécial de support appelé conducteur balistique , où le mouvement est plus rapide et plus uniforme.

La nouvelle étude montre comment dans les fils conducteurs balistiques très minces, les électrons peuvent se grouper – créant un tout nouvel état quantique de la matière uniquement à partir d’électrons accélérés.

“Normalement, les électrons dans les semi-conducteurs ou les métaux se déplacent et se dispersent, et finissent par dériver dans une direction si vous appliquez une tension”, , explique le physicien Jeremy Levy , de l’Université de Pittsburgh. “Mais dans les conducteurs balistiques, les électrons se déplacent plus comme des voitures sur une autoroute.”

“La découverte que nous avons faite montre que lorsque des électrons peuvent être faits pour s’attirer mutuellement, ils peuvent former des grappes de deux, trois, quatre et cinq électrons qui se comportent littéralement comme de nouveaux types de particules, de nouvelles formes de matière électronique . ”

Les conducteurs balistiques peuvent être utilisés pour repousser les limites de ce qui est possible en électronique et en physique classique, et celui utilisé dans cette expérience particulière a été fabriqué à partir de aluminate de lanthane et titanate de strontium [ 19459004].

Fait intéressant, lorsque les chercheurs ont mesuré les niveaux de conductance, ils ont découvert qu’ils suivaient l’un des modèles les plus connus en mathématiques – Triangle de Pascal . À mesure que la conductance augmentait, elle augmentait selon un motif qui correspond à l’une des rangées du triangle de Pascal, suivant l’ordre 1, 3, 6, 10 et ainsi de suite.

“La découverte nous a pris un certain temps à comprendre, mais c’est parce que nous ne savions pas au départ que nous regardions des particules composées d’un électron, de deux électrons, de trois électrons et ainsi de suite, “ dit Levy .

Ce regroupement d’électrons est similaire à la façon dont les quarks se lient pour former des neutrons et des protons, selon les chercheurs. Les électrons dans les supraconducteurs peuvent également s’associer comme cela, se réunissant par paires pour coordonner le mouvement.

Les résultats pourraient avoir quelque chose à nous apprendre sur l’intrication quantique , qui à son tour est la clé pour faire des progrès avec l’informatique quantique et un super-sécurisé, Internet quantique ultra-rapide .

Selon Levy, c’est un autre exemple de la façon dont nous inversons l’ingénierie du monde sur la base de ce que nous avons trouvé de la découverte des principes fondamentaux de la physique quantique – en s’appuyant sur des travaux importants réalisés au cours des dernières décennies.

“Maintenant, au 21e siècle, nous examinons toutes les étranges prédictions de la physique quantique et les retournons et les utilisons”, dit Levy .

“Lorsque vous parlez d’applications, nous pensons à l’informatique quantique, à la téléportation quantique, aux communications quantiques, à la détection quantique – des idées qui utilisent les propriétés de la nature quantique de la matière qui étaient ignorées auparavant.”

La recherche a été publiée dans Science .

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