Les atomes et les particules qui les composent ont un comportement régi par les lois déroutantes mais implacables de la mécanique quantique, formalisé entre 1900 et 1927 par les grands génies de la physique que furent Einstein, Bohr, Planck, Schrödinger, De Broglie et Heisenberg. Lorsqu'ils sont piégés à une très basse température, proche du zéro absolu (- 273°), ces atomes et particules deviennent très sensibles au désordre à cause de leurs propriétés ondulatoires.
Ils deviennent alors un condensat de Bose-Einstein, constitué de bosons ayant la plus basse énergie possible. Ce phénomène dit de "localisation d'Anderson" contraint les particules quantiques à rester dans des états localisés qui rendent en principe impossible la conduction d'un courant électrique.
Mais compte tenu de la présence du désordre dans la nature, il faut bien constater que ces particules quantiques parviennent par différents moyens à échapper à leur état localisé. C'est précisément sur ce phénomène que porte l'article de Tommaso Roscilde, de l'ENS-Lyon, qui montre comment un ensemble de bosons peut évoluer vers un état délocalisé.
Ces travaux de recherche ont permis de réaliser expérimentalement un "verre de Bose" dans un aimant quantique dans lequel les spins (moments magnétiques atomiques) reproduisent le comportement d'un fluide de bosons. Les chercheurs ont alors pu observer que cette transition vers le verre de Bose s'effectuait en plein accord avec le cadre théorique de la mécanique quantique.
Ces recherches sur les bosons (famille qui regroupe les différentes particules indiscernables de spin entier et qui s'oppose au fermions, l'autre famille qui regroupe les particules de demi-spin) permettent de mieux comprendre le phénomène de supraconductivité et elles auront à terme des applications dans de nombreux domaines, informatique quantique, médecine, transports, énergie notamment. En effet, la mécanique quantique n'est pas qu'une curiosité théorique et abstraite et, sans elle, nous n'aurions ni IRM ni disque dur ultra-dense. Il est donc très important d'explorer expérimentalement les différents aspects de cette théorie fascinante.
Article rédigé par Mark FURNESS pour RTFlash
