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Posté par Adrien le Mardi 26/04/2011 à 12:00
Construction d'un système quantique aux propriétés modulables
Les équipes sous la direction de Selim Jochim de l'Institut de Physique de l'Université de Heidelberg (Bade-Wurtemberg) et de l'Institut Max Planck de physique nucléaire à Heidelberg sont parvenues à créer un système quantique de un à dix fermions à partir d'atomes de lithium (Le lithium est un élément chimique, de symbole Li et de numéro atomique 3.) portés à très basse température.

Les fermions (électrons, muons, neutrinos et quarks) font partie des particules élémentaires de la matière. L'assemblage de ces composants donne ainsi les noyaux atomiques, formés de protons et neutrons, ou bien les atomes, formés d'un noyau et d'un nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre grammatical ».) défini d'électrons. Les propriétés des atomes et des noyaux atomiques sont fixées de manière univoque par la nature: les mesures menées sur de tels systèmes sont donc en principe parfaitement reproductibles. Les horloges atomiques, par exemple, se basent sur cette reproductibilité pour mesurer le temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le changement dans le monde.) avec une précision extrême.

"Cependant, le prix de cette haute reproductibilité est tel que les propriétés des systèmes ne se laissent transformer que dans une mesure très limitée. C'est pourquoi il a fallu travailler avec un grand nombre d'approches différentes afin de créer des systèmes synthétiques aux propriétés modulables comprenant un petit nombre de particules. Des exemples de ces atomes artificiels sont les boîtes quantiques et les agrégats atomiques", explique Selim Jochim. Ainsi, ces derniers se laissent beaucoup plus facilement manipuler que de véritables atomes ou noyaux. Cependant, parvenir au contrôle complet des degrés de libertés de la mécanique quantique représente un défi particulièrement difficile, car ces systèmes sont fortement couplés à leur environnement (L'environnement est tout ce qui nous entoure. C'est l'ensemble des éléments naturels et artificiels au sein duquel se déroule la vie humaine. Avec les enjeux écologiques actuels, le terme...). C'est désormais chose faite pour les chercheurs de l'Université de Heidelberg (Heidelberg est une ville d'Allemagne située dans la vallée du Neckar, au nord-ouest du Land de Bade-Wurtemberg. Le nom de "Heidelberg"...) qui sont parvenus à créer un atome (Un atome (du grec ατομος, atomos, « que l'on ne peut diviser ») est la plus petite partie...) artificiel dans un état quantique exactement défini et entièrement reproductible.


Le principe de construction de ces atomes artificiels et le suivant: des atomes de Lithium portés à une température de moins de un millionième de degré au-dessus du zéro absolu sont emprisonnés dans un piège de quelques micromètres constitué d'un faisceau laser (Un laser est un appareil émettant de la lumière (rayonnement électromagnétique) amplifiée par émission stimulée. Le terme laser provient de l'acronyme...) fortement focalisé. Ces atomes de Lithium jouent le rôle d'électrons pour la construction des atomes artificiels.

Un champ (Un champ correspond à une notion d'espace défini:) magnétique variable (En mathématiques et en logique, une variable est représentée par un symbole. Elle est utilisée pour marquer un rôle dans une formule, un prédicat ou un algorithme. En statistiques, une variable peut aussi...) est alors superposé au faisceau laser: les atomes de Lithium possédant un moment magnétique, ces derniers sont soumis à une force (Le mot force peut désigner un pouvoir mécanique sur les choses, et aussi, métaphoriquement, un pouvoir de la volonté ou encore une vertu morale...) par laquelle le piège peut basculer et ainsi libérer des atomes de manière contrôlée.

Ainsi, les chercheurs sont parvenus à créer dans l'atome (Un atome (grec ancien ἄτομος [atomos], « que l'on ne peut diviser ») est la plus petite partie d'un corps...) artificiel un effet comparable à la variation des charges électriques dans un véritable atome. Avec le haut degré de reproductibilité et la possibilité de modifier les propriétés des systèmes d'atomes artificiels, les expériences menées à Heidelberg ouvrent la porte vers la simulation d'un grand nombre de systèmes quantiques.

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Source: BE Allemagne numéro 523 (20/04/2011) - Ambassade de France en Allemagne / ADIT - http://www.bulletins-electroniques.com/ ... /66548.htm
 
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