L'électricité défie la physique dans ce "métal étrange"

Publié par Adrien le 03/12/2023 à 08:00
Source: Science
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Dans une étude passionnante, des chercheurs de l'Université Rice ont fait une découverte surprenante en étudiant un matériau quantique surnommé "métal étrange". Publiés dans la revue Science, leurs travaux révèlent que l'électricité (L’électricité est un phénomène physique dû aux différentes charges électriques de la...) circule dans ce matériau (Un matériau est une matière d'origine naturelle ou artificielle que l'homme façonne...) d'une manière qui échappe aux explications habituelles. Leur étude pourrait changer notre compréhension de la façon dont l'électricité se comporte à l'échelle quantique.


Doug Natelson, un des chercheurs principaux, explique que ce "métal étrange" produit beaucoup moins de "bruit (Dans son sens courant, le mot de bruit se rapproche de la signification principale du mot son....)" électrique que les fils normaux. Ce phénomène suggère que les particules qui transportent l'électricité, appelées quasiparticules, pourraient ne pas se comporter comme on le pensait jusqu'ici.

Le matériau étudié, un alliage d'ytterbium (L'Ytterbium est un élément chimique de symbole Yb et de numéro atomique 70.), de rhodium (Le rhodium est un élément chimique, de symbole Rh et de numéro atomique 45. Avec le...) et de silicium (Le silicium est un élément chimique de la famille des cristallogènes, de symbole Si...), présente des propriétés électriques qui changent radicalement quand il est refroidi à une certaine température (La température est une grandeur physique mesurée à l'aide d'un thermomètre et...). Juste au-dessus de cette température, il devient un métal à "fermions lourds", c'est-à-dire que ses particules porteuses de charge (La charge utile (payload en anglais ; la charge payante) représente ce qui est effectivement...) sont beaucoup plus massives que les électrons normaux.

Les quasiparticules, introduites en physique il y a 67 ans, sont une façon de simplifier et de représenter les interactions complexes entre les électrons. Mais dans le cas des métaux étranges, les chercheurs commencent à penser que ces particules pourraient ne pas exister sous la forme qu'on imaginait.

Pour en savoir plus, l'équipe a utilisé une technique appelée "bruit de grenaille", qui permet d'observer la "granularité" de la charge électrique. L'idée est de mesurer la régularité avec laquelle les charges électriques passent à travers un matériau. Dans ce métal étrange, les résultats étaient inattendus, suggérant une manière de mouvement des charges très différente (En mathématiques, la différente est définie en théorie algébrique des...) de celle des métaux ordinaires.

Cette recherche n'est pas juste une curiosité académique. Elle soulève des questions fondamentales sur la façon dont l'électricité se comporte dans différents matériaux (Un matériau est une matière d'origine naturelle ou artificielle que l'homme façonne pour en...). Qimiao Si, un autre chercheur (Un chercheur (fem. chercheuse) désigne une personne dont le métier consiste à faire de la...) de l'équipe, fait remarquer que ces découvertes s'alignent avec des théories qu'il développe depuis 2001. Selon lui, dans les métaux étranges, les électrons sont poussés à la limite de la localisation, rendant les quasiparticules "perdues".

Ces résultats pourraient avoir des implications pour d'autres matériaux présentant des comportements étranges, pas seulement pour celui étudié. Cela soulève la question passionnante de savoir si un phénomène général se cache derrière ces comportements mystérieux.
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