Secouer un système physique le réchauffe généralement, en ce sens que le système absorbe de l'énergie en continu. Lorsque vous envisagez un modèle de secousse circulaire, la quantité d'énergie absorbée peut potentiellement dépendre de l'orientation de l'entraînement circulaire (horaire/anti-horaire), un phénomène général connu sous le nom de dichroïsme circulaire.

En 2017, Nathan Goldman (ULB, Bruxelles), Peter Zoller (IQOQI, Innsbruck) et ses collègues ont prédit que le dichroïsme circulaire peut être quantifié dans les systèmes quantiques (le chauffage est alors contraint par des entiers stricts) formant un "état topologique". Selon cette prédiction théorique, la quantification de l'absorption d'énergie lors de la conduite circulaire peut être directement liée à la topologie, un concept mathématique fondamental qui caractérise ces états intrigants de la matière.

Écrire dans Physique de la nature , le groupe expérimental de Klaus Sengstock et Christof Weitenberg (Hambourg), en collaboration avec l'équipe de Nathan Goldman, rapporte la première observation de dichroïsme circulaire quantifié. Suivant la proposition théorique de Goldman, Zoller et al., les expérimentateurs ont réalisé un état topologique à l'aide d'un gaz atomique ultrafroid soumis à une lumière laser, et a étudié ses propriétés de chauffage lors de l'agitation circulaire du gaz. En surveillant finement les vitesses de chauffe de leur système, pour une large gamme de fréquences d'entraînement, ils ont pu valider la loi de quantification prédite par Goldman, Zoller et al. en 2017, en accord avec l'état topologique sous-jacent réalisé en laboratoire.

Au-delà de la beauté de ce phénomène, qui relie les processus de chauffage à la topologie à travers une loi de quantification élégante, les résultats rapportés dans ce travail désignent les mesures de chauffage comme une sonde puissante et universelle pour les états exotiques de la matière.