Une « super colle » de photons pour les particules à charge négative

Une équipe de recherche internationale a découvert que les photons peuvent compenser la répulsion électrostatique entre des particules chargées négativement.

Les photons (les particules qui composent la lumière) peuvent servir à maintenir ensemble des particules chargées négativement. C'est la découverte faite par une équipe de recherche internationale. L'Institut Materials Workshop (Cnr-Iom) de Trieste, l'Institut national d'optique (Cnr-Ino) de Trente et l'Institut de photonique et de nanotechnologies (Cnr-Ifn) ont participé à l'étude. Le projet est dirigé par deux jeunes scientifiques italiens. Giorgio Biasol a dirigé le groupe chargé de la croissance de structures à puits quantiques par la technique MBE (Molecular Beam Epitaxy, épitaxie par jets moléculaires), tandis qu'Iacopo Carusotto était responsable de la conception de l'expérience. Les résultats ont été publiés dans la revue de référence Nature Physics. En général, les particules de charge négative se repoussent (alors que celles de charges positive et négative s'attirent). Les chercheurs ont au contraire découvert que les photons peuvent servir de sorte de « super colle » capable de compenser la répulsion électrostatique et de maintenir ensemble des particules chargées négativement.

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Une « super colle » de photons pour les particules à charge négative

Les chercheurs ont identifié une nouvelle forme de matière appelée Photon Bound Exciton. « Cette expérience, a expliqué le coordinateur Giorgio Biasol dans une interview, a confirmé ce que l'on attendait à la lumière de l'effet photoélectrique, dont la découverte a valu à Einstein le prix Nobel en 1921, et démontre en substance la possibilité de concevoir de nouveaux atomes artificiels, élargissant considérablement la liste des matériaux disponibles pour les applications scientifiques et technologiques, en particulier les dispositifs photoniques. La possibilité d'utiliser la lumière comme une sorte de charnière subatomique, capable de lier des électrons entre eux pour créer de nouveaux objets semblables à des atomes. » Mais comment la découverte s'est-elle produite ? « Nous avons d'abord synthétisé ce dispositif nanométrique, explique Biasol. Ensuite, nous l'avons enfermé entre deux miroirs dorés, qui ont piégé les photons et concentré l'énergie lumineuse près des électrons, augmentant fortement l'interaction entre la lumière et la matière. On a donc observé qu'un électron reste piégé dans le puits, lié aux autres électrons chargés négativement dans une nouvelle configuration électronique stabilisée par le photon. »

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