1. Division des électrons dans le graphène :
Le graphène, un matériau bidimensionnel composé d'atomes de carbone disposés dans un réseau hexagonal, a suscité une attention considérable ces dernières années. Des chercheurs de l’Université de Manchester ont mené des expériences dans lesquelles ils ont soumis des échantillons de graphène à des niveaux élevés de courant électrique. Dans ces conditions extrêmes, il a été observé que les électrons du graphène se divisaient en deux quasi-particules distinctes et indépendantes appelées « fermions de Dirac ». Ce phénomène est prédit par l'équation de Dirac, qui régit le comportement des particules relativistes.
2. Électrons chargés fractionnellement dans des points quantiques :
Les points quantiques sont des nanoparticules semi-conductrices dont les dimensions sont de l’ordre de quelques nanomètres. Dans une étude menée par des scientifiques de l’Université de Copenhague, des points quantiques ont été utilisés pour piéger des électrons et étudier leurs propriétés. Les résultats ont révélé l’existence d’électrons faiblement chargés au sein des points quantiques. Ces charges fractionnaires sont des multiples de 1/3 ou 2/3 de la charge électronique fondamentale, remettant en question les notions conventionnelles d'indivisibilité électronique.
3. Fermions Majorana dans les isolants topologiques :
Les isolants topologiques sont une classe de matériaux possédant des propriétés de surface uniques permettant l'émergence de fermions de Majorana. Ces quasiparticules sont leurs propres antiparticules et ont été théorisées pour jouer un rôle crucial dans l'informatique quantique tolérante aux pannes. Des chercheurs de l'Université de technologie de Delft et d'autres institutions ont réalisé des progrès significatifs dans l'identification et la manipulation des fermions de Majorana dans les isolants topologiques.
4. Divisation des paires d'électrons dans les supraconducteurs :
La supraconductivité, la capacité de certains matériaux à conduire l’électricité avec une résistance nulle, est un phénomène bien connu. Des expériences récentes sur des supraconducteurs à haute température ont révélé que lorsqu'un courant électrique traverse ces matériaux, les électrons s'apparient et se divisent simultanément. Ce processus, connu sous le nom de « séparation des paires », pourrait faire la lumière sur les mécanismes sous-jacents responsables des propriétés exotiques des supraconducteurs à haute température.
5. Paires électron-trou dans les semi-conducteurs :
Lorsqu'un photon interagit avec un matériau semi-conducteur, il peut exciter un électron de son niveau d'énergie d'origine vers un niveau supérieur, laissant derrière lui un espace ou un « trou » dans le niveau d'énergie inférieur. Les chercheurs ont observé que dans certains semi-conducteurs, comme le nitrure de gallium, l’électron et le trou peuvent se séparer et se déplacer indépendamment. Ce comportement pourrait avoir des implications pour les dispositifs optoélectroniques et les diodes électroluminescentes (DEL).
Ces découvertes offrent un aperçu alléchant du monde complexe et contre-intuitif de la physique quantique. En comprenant et en exploitant ces comportements électroniques exotiques, les scientifiques espèrent ouvrir de nouvelles possibilités technologiques dans des domaines tels que l’informatique quantique, la supraconductivité et les matériaux avancés.
