Découvrez cette lumière qui s’écoule comme un liquide… mais reste solide : une prouesse de la physique quantique

Quand les physiciens nous ouvrent les portes de leur univers, il faut parfois savoir lâcher prise. Oublier nos repères, nos certitudes. Et pourtant, c’est exactement ce que propose cette découverte étonnante : de la lumière, devenue à la fois solide et fluide. Oui, vous avez bien lu : une lumière supersolide.

Un étrange état de la matière, à la frontière du compréhensible

L’état supersolide n’a rien de banal. Il combine deux propriétés que tout semble opposer : la rigidité d’un solide et la fluidité parfaite d’un liquide, sans aucune résistance. Ce paradoxe, en apparence, ne s’explique que par les lois de la mécanique quantique, cette branche de la physique qui explore les comportements de la matière à l’échelle des particules.

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Jusqu’à présent, les rares supersolides créés en laboratoire l’étaient dans des conditions extrêmes. En effet, il fallait refroidir des atomes à des températures proches du zéro absolu pour voir émerger ces comportements étranges. Ainsi, les effets quantiques devenaient observables.

Un laser, un semi-conducteur… et une lumière qui se structure

Cette fois, cependant, des chercheurs du Centre national de la recherche scientifique (CNRS) en Italie ont emprunté une voie inédite. Et ce qu’ils ont obtenu, c’est tout simplement “assez impressionnant”, selon leurs propres mots : un état supersolide de la lumière.

Concrètement, leur méthode consistait à projeter un laser sur un semi-conducteur bien particulier : de l’arséniure d’aluminium-gallium. Ce matériau, bien que relativement courant – on le retrouve notamment dans certaines LED –, possède une caractéristique essentielle ici : une surface gravée de motifs en crêtes.

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Ces structures microscopiques ont orienté l’interaction entre les photons du laser et les électrons du matériau. Résultat : la naissance de polaritons, des quasi-particules hybrides mi-lumière, mi-matière. Progressivement, ces polaritons se sont organisés, jusqu’à former une structure cristalline fluide : un supersolide.

Une découverte prometteuse, et ce n’est que le début

Cela dit, créer ce nouvel état ne suffisait pas. Encore fallait-il prouver qu’il s’agissait bien d’un supersolide. Pour cela, les physiciens ont dû mesurer avec une extrême précision son comportement : d’un côté, sa capacité à s’écouler sans viscosité ; de l’autre, son organisation structurée, typique d’un cristal.

Les résultats ont confirmé leurs hypothèses. Désormais, cette matière de lumière, non seulement plus simple à manipuler que les condensats atomiques, pourrait bien révolutionner notre compréhension des états quantiques. Par conséquent, elle ouvre la voie à des applications innovantes : matériaux intelligents, capteurs ultra-sensibles, ou encore calculs quantiques plus efficaces.

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Autrement dit, ce n’est qu’un premier pas. Comme le soulignent les chercheurs eux-mêmes : “Nous sommes vraiment au début de quelque chose de nouveau !” Et dans le domaine de la physique quantique, cela veut souvent dire : attendez-vous à être encore surpris.