Deux réseaux cristallins et un faisceau de lumière. C’est tout ce qu’il aura fallu à des physiciens pour former un nouvel état de la matière. Avec à la clé, peut-être, la possibilité de voir naître de nouvelles propriétés.
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Prenez une grille. Posez une autre grille dessus. N'essayez pas de les aligner. Non. Décalez plutôt celle du haut pour laisser paraître celle du bas. Vous aurez créé un motif moiré. Et fait un premier pas dans les traces de ce que des chercheurs de l’université de Californie (États-Unis) ont réalisé. Pas avec des grilles. Mais avec des réseaux cristallins. Un premier de disulfure de tungstène et un autre de diséléniure de tungstène. Après avoir bombardé le tout avec un puissant faisceau de lumière, ils ont observé la formation d'un tout nouvel état de la matière : l'état « isolant corrélé bosonique ».
Alors que la matière est traditionnellement constituée de fermions, la catégorie de particules dans laquelle s'inscrivent les électrons et les protonsprotons, ce nouvel état fait intervenir des excitonsexcitons. Comprenez, des fermions transformés en bosonsbosons, ceux qui, dans notre UniversUnivers, transportent les forces. Et qui sont traditionnellement plus difficiles à manipuler parce qu'ils sont fugaces et qu'ils n'interagissent pas les uns avec les autres.
Vers des matériaux aux propriétés exotiques ?
Avec leur montage, les chercheurs ont réussi à surmonter cette difficulté. Les électrons -- des fermions chargés négativement -- du disulfure de tungstène et les trous -- chargés positivement -- du diséléniure de tungstène ont formé des excitons. Et une fois atteinte une certaine densité, ces excitons se sont retrouvés comme prisonniers. Bloqués dans un état cristallin nouveau. Un état isolant du fait de l'immobilité forcée des excitons.
Les chercheurs espèrent, grâce à ces travaux, réussir maintenant à créer et plus encore, à étudier de nouveaux matériaux bosoniques. À partir de matière condensée. Des matériaux qui pourraient montrer des propriétés étonnantes. « Comprendre pourquoi ils affichent ces propriétés nous aidera à trouver des moyens de les faire ressortir de manière plus fiable », conclut Richen Xiong, physicienphysicien à l'université de Californie, dans un communiqué.
