*Des scientifiques de l'Université de Pennsylvanie ont utilisé des atomes ultrafroids pour résoudre un mystère de longue date sur la raison pour laquelle les solides fondent lorsqu'ils sont chauffés.*

Lorsque nous chauffons un solide, les atomes ou molécules qui composent le matériau se déplacent de plus en plus rapidement. Cela provoque une expansion du matériau et une diminution de sa densité. Finalement, les atomes ou les molécules se déplaceront si rapidement qu’ils pourront se détacher de leurs voisins et le matériau fondra.

Le point de fusion d'un matériau est la température à laquelle il fond. Cette température est différente selon les matériaux. Par exemple, la glace fond à 0 degré Celsius, tandis que l’acier fond à 1 538 degrés Celsius.

Le point de fusion d’un matériau est déterminé par la force des forces qui maintiennent les atomes ou les molécules ensemble. Dans un solide, ces forces sont suffisamment fortes pour maintenir les atomes ou les molécules en place, même lorsqu’ils se déplacent rapidement. Cependant, à mesure que la température augmente, ces forces deviennent de plus en plus faibles. Finalement, les forces ne sont plus assez fortes pour maintenir les atomes ou les molécules ensemble et le matériau fond.

Les physiciens de Penn ont utilisé des atomes ultrafroids pour étudier le processus de fusion dans un système très simple. Ils ont créé un gaz, piégé un atome ultra-froid contenant des atomes de strontium et d'ytterbium maintenus en place par des lasers, puis l'ont chauffé pour observer comment il fondait.

Ils ont découvert que le processus de fusion se déroule en deux étapes. Premièrement, les atomes commencent à se déplacer de plus en plus rapidement, formant de petits amas. Ces amas grossissent ensuite de plus en plus jusqu'à ce qu'ils finissent par fusionner pour former un liquide.

Les physiciens ont également constaté que le point de fusion du gaz était bien inférieur au point de fusion du solide. En effet, les atomes du gaz ne sont pas aussi serrés que dans le solide et n’ont donc pas besoin d’autant d’énergie pour se séparer de leurs voisins.

Ces travaux apportent de nouvelles connaissances sur le processus de fusion et pourraient aider les scientifiques à développer de nouvelles façons de contrôler le point de fusion des matériaux. Cela pourrait avoir des applications importantes dans divers domaines, tels que la science des matériaux, l’ingénierie et les produits pharmaceutiques.