La longueur d'onde de la lumière émise augmente, C'est, l'énergie diminue, le long du réseau de nanotiges d'or. Un condensat de Bose-Einstein se forme lorsqu'un minimum d'énergie du réseau est atteint. Crédit :Université Aalto / Tommi Hakala et Antti Paraoanu.
Chercheurs de l'Université Aalto, Finlande, ont créé un condensat de lumière Bose-Einstein couplé à des électrons métalliques, polaritons dits de plasmons de surface. Il y a près de 100 ans, Albert Einstein et Satyendra Nath Bose ont prédit que la mécanique quantique pourrait forcer un grand nombre de particules à se comporter de concert comme s'il ne s'agissait que d'une seule particule. Cette forme de matière s'appelait une condensation de Bose-Einstein, et ce n'est qu'en 1995 que les chercheurs ont créé le premier condensat d'un gaz d'atomes alcalins.
Bien que des condensations de Bose-Einstein aient été observées dans plusieurs systèmes, les chercheurs repoussent les limites du phénomène - à des échelles de temps plus rapides, températures plus élevées, et des tailles plus petites. Comme la création de ces condensats devient plus facile, des voies plus passionnantes s'ouvrent pour de nouvelles applications technologiques. De nouvelles sources lumineuses, par exemple, pourrait être de très petite taille et permettre un traitement rapide de l'information.
Les chercheurs d'Aalto ont fabriqué des particules condensées à partir de mélanges de lumière et d'électrons en mouvement dans des nanotiges d'or disposées en un réseau périodique. Contrairement à la plupart des condensats expérimentaux précédents de Bose-Einstein, le nouveau condensat n'a pas besoin d'être refroidi à des températures proches du zéro absolu, car les particules sont pour la plupart légères, la condensation pourrait être induite à température ambiante.
"Le réseau de nanoparticules d'or est facile à créer avec des méthodes modernes de nanofabrication. Près des nanotiges, la lumière peut être focalisée dans de minuscules volumes, même en dessous de la longueur d'onde de la lumière dans le vide. Ces caractéristiques offrent des perspectives intéressantes pour les études fondamentales et les applications du nouveau condensat, " déclare le professeur de l'Académie Päivi Törmä.
Le principal obstacle à l'obtention de la preuve du nouveau type de condensat est qu'il se produit extrêmement rapidement. » D'après nos calculs théoriques, le condensat se forme en une picoseconde seulement, ", explique le doctorant Antti Moilanen.
"Comment pourrions-nous jamais vérifier l'existence de quelque chose qui ne dure qu'un trillionième de seconde?"
