Leni Bascones de l'Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid en Espagne, le 14 avril 2023, pour commémorer la Journée mondiale quantique de cette année, a raconté à Faye Holst le chemin de la physique quantique, son travail sur les matériaux quantiques et l'importance des femmes pour raconte l'avenir de ce domaine.
Leni Bascones, physicienne, étudie les matériaux quantiques en mettant l'accent sur les systèmes d'électrons fortement corrélés et les supraconducteurs inhabituels. Elle est également rédactrice invitée du numéro du Journal of Physics de « Women's Perspectives in Quantum Materials » : rédactrice invitée de Materials et rédactrice associée d'Europhysics Letters pendant trois ans. Ces deux revues sont publiées par IOP Publishing, qui publie également Physics World.
Comment avez-vous fait pour étudier la physique quantique ?
Je n'ai pas grandi en pensant que je voulais être scientifique parce que j'aime explorer comment les choses fonctionnent autour de moi. En fait, quand j'étais plus jeune, mon objectif était de devenir créateur de mode. Même lorsque j'ai dû choisir une majeure pour l'université, je ne savais pas si je voulais étudier l'histoire ou la physique. Finalement, ma fascination pour l'astrophysique m'a amené à choisir la physique.
Je n'avais pas réalisé que c'était le sujet qui m'intéressait le plus jusqu'à ce que je suive un cours de mécanique quantique [à l'Universidad Autónoma de Madrid] en troisième année de premier cycle. Cela a piqué mon intérêt. Au départ, j'ai choisi le thème des particules.
J'ai d'abord choisi la physique des particules et j'ai suivi des cours dans ce domaine car il est étroitement lié à la physique quantique. Mais quand j'ai dû choisir un sujet pour mon doctorat, j'ai choisi de me concentrer sur les matériaux et dispositifs quantiques, et je suis toujours satisfait de cette décision aujourd'hui.
Quel aspect de la physique quantique vous intéresse le plus ?
Le comportement des systèmes quantiques me fascine. Nous ne comprenons toujours pas pleinement de nombreux faits fascinants et de nouvelles surprises continuent d'émerger. Actuellement, nous pouvons faire à la fois des matériaux quantiques et de l'ingénierie électronique.
Bien que je ne travaille pas directement sur les applications, je trouve le potentiel de la physique quantique très intéressant quand je pense aux effets réels qu'elle peut avoir sur des sujets tels que la technologie numérique, le changement climatique, la médecine et les transports.
Quel problème pratique essayez-vous de résoudre avec votre travail ?
Les fortes corrélations électroniques et la supraconductivité sont les principaux thèmes de mes recherches. Mes recherches actuelles portent sur les hétérostructures moirées 2D, telles que le graphène bicouche torsadé, qui se compose de deux couches de carbone superposées avec une flexion relative.
Il faut beaucoup d'énergie pour vaincre la résistance naturelle des matériaux au passage du courant électrique. Mais dans certains matériaux, généralement à très basse température, cette résistance est perdue, permettant au courant électrique de circuler sans aucune perte d'énergie. Une caractéristique de la supraconductivité est que la résistance qui se produit lorsque les électrons atteignent un état coopératif, où ils se combinent par paires, disparaît. Ceci est inattendu car les particules chargées telles que les électrons se repoussent.
La supraconductivité est utilisée pour créer des aimants puissants, pour conduire et accumuler des courants électriques sans utiliser d'énergie, pour fabriquer des moteurs, des capteurs et des trains, ainsi que pour l'informatique quantique et l'imagerie médicale.
La supraconductivité se développe dans un type particulier de supraconducteur à la suite d'interactions entre les électrons et le réseau atomique. Bien que de nombreux matériaux appelés "supraconducteurs non traditionnels" présentent généralement une supraconductivité à des températures plus élevées, cette explication ne s'applique pas à tous. L'émergence de la supraconductivité dans ces matériaux est inattendue car l'attraction entre les paires d'électrons peut en fait être due à la répulsion entre les particules chargées.
Il serait très amusant de comprendre pleinement les principes et le fonctionnement de la supraconductivité non conventionnelle et de prévoir ou de concevoir de nouveaux matériaux supraconducteurs à haute température. Les physiciens tentent de résoudre ce puzzle quantique important et fascinant depuis 40 ans. Il semble que nous soyons sur le point de trouver une explication à ce phénomène, grâce à de nouveaux dispositifs supraconducteurs 2D hautement programmables tels que les hétérostructures moirées récemment développées.
Quelles compétences spéciales vous et d'autres femmes physiciennes quantiques pouvez-vous apporter à ce domaine ?
Nous ne pouvons pas perdre l'intelligence, l'intuition et la détermination des femmes. Plus de femmes sont nécessaires pour faire progresser la compréhension fondamentale et les applications de la physique quantique.
Nous retirons actuellement un grand nombre de femmes talentueuses de leur carrière dans le domaine quantique. Ils ont souvent plus de difficulté à progresser scientifiquement en raison des actions involontaires de leurs collègues. La physique quantique est également moins populaire auprès des femmes en raison de préjugés et d'un manque de soutien. Mais en favorisant un environnement de recherche plus tolérant et collaboratif, les femmes sont idéalement placées pour contribuer à l'avancement de la physique quantique. Les procédures scientifiques qui augmentent le bruit et ralentissent notre capacité à résoudre des problèmes quantiques sont le résultat d'une trop grande concurrence et d'un ego excessif.
Selon vous, quel sera l'avenir de la physique quantique ?
Nous vivons à une époque de nombreuses opportunités. Nous connaissons maintenant les technologies que nous pouvons développer en utilisant la physique quantique, et ces technologies continueront d'évoluer. Dans les années à venir, la création d'applications sera une composante cruciale de la recherche, mais si l'on sous-estime la valeur de la science fondamentale, tout ira mal. L'histoire montre que les découvertes les plus révolutionnaires proviennent des découvertes scientifiques fondamentales plutôt que de la recherche d'applications.
Croyez-vous que la bulle quantique dans laquelle nous nous trouvons actuellement est sur le point d'éclater ?
Nous parlons beaucoup de quantique maintenant, tout comme nous parlions beaucoup de nanotechnologies. De nombreuses nouvelles utilisations et compréhensions émergeront. Bien que ces utilisations et développements ne soient pas ce que nous avons à l'esprit pour le moment, notre compréhension de la mécanique quantique s'améliorera. Le ballon n'éclatera pas en conséquence, mais nous ne devons pas concentrer nos ressources et nos efforts sur un petit nombre d'options. Par exemple, certains financeurs concentrent leur aide sur un petit nombre de technologies quantiques hautement spécialisées, tout en négligeant les matériaux quantiques qui supportent ces technologies. Ou les organisations ne soutiennent les projets que s'ils sont liés à des applications spécifiques. Étant donné que les matériaux quantiques sont actuellement en pleine révolution, c'est une erreur.
Source : monde physique
📩 14/04/2023 16:46