Physique quantique: l'état d'Efimov observé en laboratoire

Les équipes des physiciens quantiques autrichiens Rudolf Grimm et Hanns-Christoph Nägerl ont observé des particules dans l'état d'Efimov, un état dans lequel trois particules s'associent alors que deux de ces particules ne pourraient s'associer.


Les trajectoires ou les états d'énergie de systèmes à trois particules sont particulièrement difficiles à décrire et leurs équations ne peuvent être résolues analytiquement que dans des cas particuliers. Mais parfois, il n'en va pas de même: trois particules quantiques normalement indépendantes (en l'occurrence des bosons identiques tels que leurs sous-systèmes à deux particules soient instables) peuvent s'unir ; le nombre d'états liés dans lesquels ces trois particules peuvent coexister est même infini, alors que le nombre d'états liés pour deux particules est nul.

C'est du moins ce qu'avait calculé le physicien russe Vitali Efimov en 1970. Les membres de l'Institut d'optique et d'information quantique (IQOQI) de l'Académie autrichienne des sciences viennent de l'observer expérimentalement, dans un gaz ultrafroid d'atomes de césium libres, réunis en un condensat de Bose-Einstein. L'état quantique de ces atomes a été modifié grâce à des résonances de Fesbach, jusqu'à ce que les conditions nécessaires à l'émergence d'objets d'Efimov soient réunies. Le nombre de particules de ce gaz a alors chuté brutalement, ce qui prouve que les atomes de césium se sont associés en trimères d'Efimov. Des résonances d'Efimov (associées aux recombinaisons à deux ou trois corps) ont également été observées.