Des physiciens prouvent l'existence de particules bidimensionnelles

Des physiciens prouvent l'existence de particules bidimensionnelles
Des physiciens prouvent l'existence de particules bidimensionnelles

Après des décennies de recherche dans les plus petites zones de la nature, les physiciens ont enfin trouvé la preuve que les anions existent. Prédits pour la première fois par des théoriciens au début des années 1980, ces objets ressemblant à des particules n'apparaissent que dans des domaines limités à deux dimensions, et uniquement dans certaines conditions, telles que des températures proches du zéro absolu et la présence d'un champ magnétique puissant.

Les physiciens sont enthousiasmés par les anions non seulement parce que leur découverte confirme des décennies de travail théorique, mais aussi pour des raisons pratiques. Par exemple, Anions est au centre des efforts de Microsoft pour construire un ordinateur quantique fonctionnel.

Deux validations fiables de quasiparticules ont été faites cette année. Le premier est venu en avril avec un reportage d'un groupe de scientifiques de l'École Normale Supérieure de Paris sur la couverture du magazine Science. En utilisant une méthode décrite pour la première fois il y a quatre ans, les physiciens ont fait passer un flux d'électrons à travers un petit collisionneur de particules pour révéler des propriétés particulières qui ne se produisent que lorsque des anions sont présents, en particulier des charges électriques fractionnaires. La deuxième validation a été effectuée en juillet par une équipe de l'Université Purdue dans l'Indiana en utilisant une configuration expérimentale sur une puce gravée pour éliminer les interactions qui pourraient masquer l'activité anionique.

Le premier travail est considéré comme une découverte, mais le physicien du MIT Frank Wilczek, qui a prédit et nommé des anions au début des années 1980, soutient que la seconde publication permet aux quasiparticules de briller. Il prétend que le travail était excellent et a fait prospérer le domaine. Les scientifiques ne pourront jamais séparer un anion du système dans lequel il a évolué car ils sont différents des particules élémentaires normales. Ce sont des quasi-particules, ce qui signifie que bien qu'elles aient des propriétés mesurables similaires à celles d'une particule, elles ne peuvent être vues qu'en raison de la façon dont d'autres particules plus typiques interagissent les unes avec les autres.

Il n'y a que deux types de particules élémentaires dans l'univers connu. L'un d'eux est la famille des fermions, qui comprend les électrons ainsi que les protons, les neutrons et les quarks qui les composent. Les fermions se distinguent les uns des autres parce qu'il n'y en a pas deux qui peuvent coexister dans le même état quantique en même temps. Sans cette propriété, toute la matière pourrait facilement être concentrée en un seul endroit. La matière solide existe à la suite de fermions.

Les bosons, une classe de particules qui comprend également des particules telles que les photons, constituent les particules restantes dans l'univers. Les bosons, contrairement aux fermions, peuvent avoir deux ou plusieurs états simultanément. Ils se rencontrent souvent. À la suite de ce regroupement, nous avons des lasers, qui sont des flux de photons tous dans le même état quantique.

Les anions n'appartiennent à aucune des deux catégories. Les anions ont une propriété similaire à la mémoire des particules, de sorte que les physiciens les trouvent particulièrement fascinants. L'état quantique d'un fermion n'est pas affecté lorsqu'il tourne autour d'un autre fermion. Il en est de même pour les bosons.

Tous les anions sont uniques. Le mouvement de l'un autour de l'autre provoque un changement dans l'état quantique du groupe. Le nombre de cycles requis pour que les anions reviennent à leur état initial peut être de trois, cinq ou plus. Ce petit changement de vague agit comme une sorte de mémoire de voyage.

Parce que les états quantiques sont notoirement fragiles et sujets aux erreurs, cette propriété en fait des objets souhaitables pour les ordinateurs quantiques. Les anions offrent une méthode plus fiable de stockage des données.

Wilczek souligne que les anions sont un "royaume" entier avec une grande variété d'espèces et des comportements inhabituels qui peuvent être étudiés et exploités à l'avenir. Il y a environ 40 ans, il a commencé à les considérer comme un étudiant au doctorat après avoir été mécontent des preuves soutenant l'existence de seulement deux types de particules.

Interrogé sur ses autres propriétés ou sur l'endroit où ces espaceurs inhabituels pourraient être découverts, il a répondu en plaisantant à moitié: "Tout peut arriver." Il avait rêvé d'autre chose.

Il affirme que les dernières recherches ne sont que le début. Il envisage les anions dans le futur comme un outil pour explorer des états inhabituels de la matière, ce qui n'est pour l'instant qu'une théorie en physique.

Source : science-astronomie.com/

 

Günceleme: 22/01/2023 00:43

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