Un super-atome obtenu à partir d'atomes de Rydberg

Des physiciens de l'Université de Stuttgart ont obtenu un "super-atome" à partir d'atomes de Rydberg dans un état condensé de Bose-Einstein. Les atomes de Rydberg sont environ 1.000 fois plus grands que des atomes normaux. C'est en utilisant 10.000 atomes de Rydberg dans un état excité que l'équipe dirigée par le Prof. Tilman Pfau du 5ème Institut de physique de l'Université de Stuttgart est parvenue à obtenir un "super-atome".


Les atomes de Rydberg possèdent un ou plusieurs électrons et leur nombre quantique principal n (numéro de la couche) est très élevé. De ce fait, l'électron de valence des atomes de Rydberg se trouvent sur une orbite très excitée et réagit de manière particulière au contact de champ électrique et à proximité d'autres atomes de Rydberg. Entre eux, ils interagissent à une distance de 5 micromètres, environ 50 fois leur propre taille: une distance très grande à l'échelle atomique.

Les physiciens ont montré que malgré les interactions fortes, l'excitation est cohérente: une condition nécessaire pour envisager des applications en informatique quantique. D'autre part, le spin du noyau restant bien protégé, le super-atome assure un bon stockage de l'information quantique, ce pourquoi ces "super-atomes" pourraient être de bons candidats pour l'informatique quantique.

L'association d'atomes de Rydberg dans un état condensé de Bose-Einstein constitue un système modèle pour l'analyse en physique des particules de molécules nouvelles de défauts dans les gaz quantiques.

La publication est disponible sur le site Physical Review Letters à l'adresse: lien