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Science·1 min de lecture

Des physiciens polonais font s’organiser un fluide quantique en cristal

Une équipe internationale avec des physiciens de l’Université de Varsovie et de la WAT a couplé lumière et matière dans une cavité minuscule : le condensat forme des bandes régulières et montre des signes de superfluidité.

Abstract illustration of light and matter forming a regular stripe pattern inside a microscopic optical cavity.
Image: Antyweb

Une équipe de recherche internationale, comprenant des physiciens polonais de l’Université de Varsovie (UW) et de l’Université de technologie militaire (WAT), a créé un fluide quantique qui s’organise spontanément en un motif régulier, semblable à un cristal. En Pologne, le résultat est présenté comme un succès majeur de la recherche nationale.

Les chercheurs ont combiné lumière et matière dans une cavité optique microscopique. Ils ont obtenu un condensat, c’est-à-dire un état quantique collectif où de nombreuses particules se comportent comme une seule, qui se structure de lui-même en bandes régulières, sans qu’un motif extérieur ne l’y contraigne.

L’ordre et l’écoulement à la fois

La particularité de cette découverte tient à l’association de deux propriétés. Les bandes confèrent au fluide une structure spatiale proche de celle d’un cristal, tandis que le système présente aussi des signes de superfluidité, un état dans lequel un liquide s’écoule sans frottement. Réunir la structure d’un solide et un écoulement sans résistance est inhabituel, et c’est ce qui rend ces systèmes intéressants pour la physique fondamentale.

Les chercheurs parlent de signes de superfluidité et non d’une preuve définitive : les observations vont dans ce sens, mais l’état devra être caractérisé plus précisément.

Pourquoi c’est important

Les systèmes hybrides lumière-matière confinés dans de minuscules cavités servent de terrain d’essai pour comprendre comment se forment et s’organisent les états quantiques de nombreuses particules. Voir un condensat produire sa propre structure régulière offre aux physiciens une nouvelle plateforme pour étudier l’émergence de l’ordre dans la matière quantique. Il s’agit de recherche fondamentale, sans application concrète à ce stade.

Pour la Pologne, la participation de l’UW et de la WAT à ce projet international confirme la place croissante du pays en physique quantique expérimentale et en photonique.

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