La décomposition est implacable dans le monde macroscopique :les objets brisés ne se réassemblent pas. Cependant, d'autres lois sont valables dans le monde quantique :de nouvelles recherches montrent que les quasi-particules peuvent se désintégrer et se réorganiser à nouveau et deviennent ainsi pratiquement immortelles. Ce sont de bonnes perspectives pour le développement de mémoires de données durables.

Comme on dit, rien ne dure éternellement. Les lois de la physique le confirment :sur notre planète, tous les processus augmentent l'entropie, donc désordre moléculaire. Par exemple, un verre brisé ne se remettrait plus jamais en place.

Des physiciens théoriques de l'Université technique de Munich (TUM) et de l'Institut Max Planck pour la physique des systèmes complexes ont découvert que des choses qui semblent inconcevables dans le monde de tous les jours sont possibles à un niveau microscopique.

"Jusqu'à maintenant, l'hypothèse était que les quasi-particules dans les systèmes quantiques en interaction se désintègrent après un certain temps. Nous savons maintenant que c'est le contraire :des interactions fortes peuvent même arrêter complètement la décomposition, " explique Frank Pollmann, Professeur de physique théorique du solide à la TUM. Vibrations collectives du réseau dans les cristaux, ce qu'on appelle des phonons, sont un exemple de telles quasiparticules.

Le concept de quasi-particules a été inventé par le physicien et lauréat du prix Nobel Lev Davidovich Landau. Il l'a utilisé pour décrire les états collectifs de beaucoup de particules ou plutôt leurs interactions dues à des forces électriques ou magnétiques. En raison de cette interaction, plusieurs particules agissent comme une seule.

Les méthodes numériques ouvrent de nouvelles perspectives

Jusqu'à maintenant, on ne savait pas en détail quels processus influencent le sort de ces quasiparticules dans les systèmes en interaction, " dit Pollmann. " Ce n'est que maintenant que nous possédons des méthodes numériques avec lesquelles nous pouvons calculer des interactions complexes ainsi que des ordinateurs avec des performances suffisamment élevées pour résoudre ces équations. "

"Le résultat de la simulation élaborée :Certes, les quasiparticules se désintègrent, cependant nouveau, des entités particulaires identiques émergent des débris, " dit l'auteur principal, Ruben Verresen. « Si cette décomposition se déroule très rapidement, une réaction inverse se produira après un certain temps et les débris convergeront à nouveau. Ce processus peut se reproduire à l'infini et une oscillation soutenue entre la décomposition et la renaissance émerge."

D'un point de vue physique, cette oscillation est une onde qui se transforme en matière, lequel, selon la dualité onde-particule de la mécanique quantique, est possible. Par conséquent, les quasiparticules immortelles ne transgressent pas la seconde loi de la thermodynamique. Leur entropie reste constante, la décroissance a été arrêtée.

Le contrôle de la réalité

La découverte explique aussi des phénomènes jusqu'alors déroutants. Des physiciens expérimentateurs ont mesuré que le composé magnétique Ba3CoSB2O9 est étonnamment stable. quasiparticules magnétiques, magnons, en sont responsables. D'autres quasi-particules, rotons, faire en sorte que l'hélium qui est un gaz à la surface de la terre devienne un liquide au zéro absolu qui puisse s'écouler sans restriction.

"Notre travail est une recherche purement fondamentale, " souligne Pollmann. Cependant, il est tout à fait possible qu'un jour les résultats permettent même des applications, par exemple la construction de mémoires de données durables pour les futurs ordinateurs quantiques.