Un cristal long de plusieurs centimètres a montré un comportement quantique. Jusqu'ici, ce type de phénomène était surtout étudié avec de très petites particules.
Les chercheurs ont observé que plusieurs composants du matériau réagissaient ensemble : leur comportement semblait lié, comme s'ils faisaient partie d'un même système.
L'intrication quantique se présente comme un lien reliant plusieurs particules ou atomes dans un état cohérent.
Crédit: TU Darmstadt
Ce phénomène s'appelle l'intrication quantique. Il apparaît lorsque plusieurs particules deviennent si liées que leur comportement ne peut plus être étudié séparément. Les scientifiques ont détecté une action coordonnée entre plusieurs éléments microscopiques du matériau.
Le cristal contient du cérium, du palladium et du silicium. Il appartient à une famille appelée « métaux étranges ». Ces matériaux conduisent l'électricité d'une manière difficile à expliquer avec les théories classiques : leurs électrons semblent agir collectivement, au lieu de se déplacer comme des particules totalement indépendantes.
Pour étudier ce comportement, les chercheurs ont envoyé des neutrons sur le cristal. Ils ont ensuite observé la réaction du matériau. Dans un solide classique, chaque perturbation touche surtout une particule ou présente une excitation précise. Ici, plusieurs éléments ont réagi ensemble, ce qui indique la présence d'un lien quantique collectif.
Cela ne veut pas dire que tous les atomes du cristal sont directement reliés entre eux. L'expérience montre plutôt qu'un groupe important de particules partage un comportement commun. Le résultat reste tout de même intéressant, car ce phénomène a été mesuré dans un objet assez grand pour être visible et manipulé.
Cette découverte pourrait aider à comprendre pourquoi les métaux étranges transportent parfois le courant avec peu de fluctuations. Leurs électrons pourraient agir de façon coordonnée, au lieu de se déplacer séparément.
À plus long terme, ce type de matériau pourrait s'intégrer dans des technologies quantiques.