Il est temps pour un nouvel état de la matière dans les supraconducteurs à haute température –

Lorsque vous refroidissez l’eau liquide, elle cristallise en glace. Prenons par exemple un seau rempli d’eau. Lorsque l’eau est liquide, les molécules d’eau peuvent se trouver n’importe où dans le seau. En ce sens, chaque point à l’intérieur du seau est équivalent. Une fois que l’eau gèle, cependant, les molécules d’eau occupent des positions bien définies dans l’espace. Ainsi, tous les points à l’intérieur du seau ne sont plus équivalents. Les physiciens appellent ce phénomène une rupture de symétrie spontanée. Ici, la symétrie de translation dans l’espace est rompue par la formation du cristal.

Est-il possible que des cristaux se forment dans le temps au lieu de l’espace? Bien que cela ressemble à une notion étrange, il s’avère qu’un cristal temporel peut émerger lorsqu’un système physique de nombreuses particules en interaction est périodiquement entraîné. La caractéristique déterminante d’un cristal temporel est qu’une observable macroscopique, telle que le courant électrique dans un solide, oscille à une fréquence qui est inférieure à la fréquence d’attaque.

Jusqu’à présent, des cristaux de temps ont été réalisés dans des systèmes modèles artificiels. Mais maintenant, qu’en est-il des systèmes réels? Un morceau de supraconducteur à haute température est un tel système réel – vous pouvez l’acheter en ligne. Ce n’est pas grand-chose à regarder, avec sa couleur brunâtre et rouillée. Pourtant, son flux d’électrons sans frottement à des températures allant jusqu’à 100 K (173 ° C) constitue l’un des phénomènes les plus spectaculaires de la science des matériaux.

«Nous proposons de transformer un supraconducteur à haute température en cristal temporel en projetant un laser dessus», explique le premier auteur Guido Homann du Département de physique de l’Université de Hambourg. La fréquence du laser doit être réglée sur la somme de résonance de deux excitations fondamentales du matériau. L’une de ces excitations est le mode insaisissable de Higgs, qui est conceptuellement lié au boson de Higgs en physique des particules. L’autre excitation est le mode plasma, correspondant à un mouvement oscillatoire de paires d’électrons, responsables de la supraconductivité.

Le co-auteur Dr. Jayson Cosme de l’Université de Hambourg, aujourd’hui Université des Philippines, ajoute que “la création d’un cristal temporel dans un supraconducteur à haute température est une étape importante car elle établit cette véritable phase dynamique de la matière dans le domaine du solide -État physique. ” Le contrôle des solides par la lumière n’est pas seulement fascinant d’un point de vue scientifique, mais aussi pertinent sur le plan technologique, comme l’a souligné le chef du groupe, le professeur Ludwig Mathey. “Le but ultime de nos recherches est de concevoir des matériaux quantiques à la demande.” Avec leur nouvelle proposition, cette entreprise fascinante est maintenant avancée vers les états dynamiques de la matière, plutôt que vers les états statiques habituels de la matière, en définissant une stratégie pour concevoir des cristaux temporels au lieu de cristaux réguliers, ce qui ouvre une nouvelle et surprenante direction de la matière. conception.

Source de l’histoire:

Matériaux fourni par Université de Hambourg. Remarque: le contenu peut être modifié pour le style et la longueur.