Une équipe de recherche dirigée par des professeurs du département de physique et d'astronomie de l'Université de Pittsburgh a annoncé la découverte d'un nouvel état électronique de la matière.

Jérémy Lévy, un éminent professeur de physique de la matière condensée, et Patrick Irvin, un professeur agrégé de recherche sont co-auteurs de l'article "Pascal conductance series in balistic one-dimensional LaAIO 3 /SrTiO 3 canaux." La recherche se concentre sur les mesures dans les systèmes conducteurs unidimensionnels où les électrons se déplacent sans se disperser en groupes de deux ou plus à la fois, plutôt qu'individuellement.

L'étude a été publiée dans Science le 14 février.

"Normalement, les électrons dans les semi-conducteurs ou les métaux se déplacent et se dispersent, et éventuellement dériver dans une direction si vous appliquez une tension. Mais dans les conducteurs balistiques, les électrons se déplacent davantage comme des voitures sur une autoroute. L'avantage est qu'ils ne dégagent pas de chaleur et peuvent être utilisés de manière assez différente de l'électronique ordinaire. Des chercheurs avant nous ont réussi à créer ce genre de conducteur balistique, " expliqua Lévy.

"La découverte que nous avons faite montre que lorsque les électrons peuvent être amenés à s'attirer les uns les autres, ils peuvent former des grappes de deux, Trois, quatre et cinq électrons qui se comportent littéralement comme de nouveaux types de particules, nouvelles formes de matière électronique.

Levy a comparé la découverte à la manière dont les quarks se lient pour former des neutrons et des protons. Un indice important pour découvrir la nouvelle matière était de reconnaître que ces conducteurs balistiques correspondaient à une séquence dans le triangle de Pascal.

"Si vous regardez dans différentes directions du triangle de Pascal, vous pouvez voir différents modèles de nombres et l'un des modèles était un, Trois, six, dix, 15, 21. C'est une séquence que nous avons remarquée dans nos données, c'est donc devenu un indice difficile sur ce qui se passait réellement. La découverte nous a pris du temps à comprendre, mais c'est parce que nous n'avions pas réalisé au départ que nous regardions des particules composées d'un électron, deux électrons, trois électrons et ainsi de suite. Si vous combinez tout cela, vous obtenez la séquence de 1, 3, 6, dix."

Prélèvement, qui est également directeur du Pittsburgh Quantum Institute, a noté que les nouvelles particules présentent des propriétés liées à l'intrication quantique, qui peut potentiellement être utilisé pour l'informatique quantique et la redistribution quantique. Il a déclaré que la découverte est une avancée passionnante vers la prochaine étape de la physique quantique.

"Cette recherche s'inscrit dans un effort plus vaste ici à Pittsburgh pour développer de nouvelles sciences et technologies liées à la deuxième révolution quantique, " il a dit.

"Au cours de la première révolution quantique, les gens ont découvert que le monde qui les entourait était fondamentalement régi par les lois de la physique quantique. Cette découverte a conduit à une compréhension du tableau périodique, comment les matériaux se comportent et ont aidé au développement des transistors, des ordinateurs, Scanners IRM et technologies de l'information.

"Au XXIe siècle, maintenant, nous examinons toutes les prédictions étranges de la physique quantique, les renversons et les utilisons. Quand vous parlez d'applications, nous pensons à l'informatique quantique, téléportation quantique, communication quantique, la détection quantique - des idées qui utilisent des propriétés de la nature quantique de la matière qui étaient ignorées auparavant."