La mécanique quantique – le comportement de l’univers aux plus petites échelles – continue de nous surprendre, car les scientifiques ont maintenant réussi à créer avec succès un objet quantique appelé mur de domaine en laboratoire.
Pour la première fois, ces parois peuvent désormais être créées en laboratoire à la demande, ce qui se produit lorsque les atomes sont stockés à des températures extrêmement froides – un scénario connu sous le nom de Condensateur Bose-Einstein Rassemblez-vous dans des zones sous certaines conditions. Les murs sont les points de rencontre entre ces espaces.
Les chercheurs qui ont créé ces murs de domaine disent qu’ils pourraient finir par apporter un nouvel éclairage sur de nombreux domaines différents de la mécanique quantique, notamment l’électronique quantique, la mémoire quantique et le comportement des particules quantiques exotiques.
« C’est un peu comme une dune de sable dans le désert – elle est composée de sable, mais la dune agit comme un objet qui se comporte différemment des grains de sable individuels », Le physicien Kai Xuanyao dit : de l’Université de Chicago.
il était là recherche précédente Dans les murs de domaine, ils n’ont encore jamais été créés dans un laboratoire, ce qui donne aux scientifiques la possibilité de les analyser de nouvelles façons. Il s’avère qu’ils fonctionnent comme des objets quantiques indépendants, mais pas nécessairement de la manière dont les scientifiques s’y attendent.
Ce comportement inattendu signifie que les murs de domaine sont joints à une classe d’objets appelée phénomènes émergentsoù les particules qui se combinent semblent suivre un ensemble de lois physiques différent de celui des particules qui fonctionnent seules.
L’une des observations inhabituelles faites par l’équipe est la manière dont les parois du domaine interagissent avec les champs électriques, ce qui nécessite une étude plus approfondie pour démêler l’enchevêtrement. Actuellement, la capacité de produire et de traiter ces murs est une avancée importante.
« Nous avons beaucoup d’expérience dans le contrôle des atomes », Le physicien Cheng Chen dit : de l’Université de Chicago. « Nous savons que si vous poussez les atomes vers la droite, ils se déplaceront vers la droite. Mais ici, si vous poussez le mur du domaine vers la droite, il se déplacera vers la gauche. »
Une partie de la raison pour laquelle cette découverte est si importante est qu’elle peut nous en apprendre davantage sur le comportement des atomes dans l’univers primitif : les particules qui s’agglutinaient ont fini par se dilater pour former des étoiles et des planètes, et les scientifiques aimeraient le savoir. Exactement comment c’est arrivé.
La découverte de ce mur de champ relève de ce que l’on appelle la théorie de la mise à l’échelle dynamique – une méthode de test et de calcul La dynamique des phénomènes quantiques dans le laboratoire. Ces découvertes pourraient expliquer comment fonctionnent les phénomènes émergents dans tout, de la matière au début de l’univers.
En plus de regarder en arrière, les chercheurs regardent également vers l’avenir. Une fois que nous comprendrons mieux comment les murs de domaine sont contrôlés, cela pourrait ouvrir des opportunités pour de nouvelles technologies quantiques.
« Il peut y avoir des applications à ce phénomène en termes de fabrication de matériaux quantiques programmables ou de processeurs d’informations quantiques », chen dit.
« Il pourrait être utilisé pour créer un moyen plus puissant de stocker des informations quantiques ou d’activer de nouvelles fonctions dans les matériaux. Mais avant de le découvrir, la première étape consiste à comprendre comment le contrôler. »
La recherche a été publiée dans tempérer la nature.
