Qu'est-ce qui limite le comportement d'un nanotube de carbone ? C'est une question à laquelle de nombreux scientifiques tentent de répondre. Physiciens à l'Université de Göteborg, Suède, ont maintenant montré que les principes électromécaniques sont également valables à l'échelle nanométrique. De cette façon, les propriétés uniques des nanotubes de carbone peuvent être combinées avec la physique classique - et cela pourrait s'avérer utile dans les ordinateurs quantiques du futur.

"Nous avons étudié théoriquement les nanotubes de carbone, afin de voir comment ils se comportent lorsqu'ils sont stimulés à se comporter selon les lois de la mécanique quantique. Les résultats fournissent une toute nouvelle plate-forme sur laquelle les scientifiques peuvent se tenir », explique Gustav Sonne du Département de physique de l'Université de Göteborg.

Chaque jour, nous utilisons un certain nombre de composants microélectromécaniques différents pour diverses formes de détection, pour déterminer si un certain processus a eu lieu ou si une certaine substance est présente. Ceux-ci ne peuvent pas être détectés sans instruments. Un exemple est la détection d'accélérations rapides qui est utilisée pour activer l'airbag dans une voiture lors d'un accident. Ce que tous ces composants ont en commun, c'est qu'ils combinent des propriétés mécaniques et électroniques afin de réagir aux stimuli externes.

Gustav Sonne a porté la recherche à une toute nouvelle dimension – de l'échelle micrométrique à l'échelle nanométrique – et il a étudié les frères cadets de ces composants :les systèmes nanoélectromécaniques. Les études ont été basées sur de minuscules nanotubes suspendus entre deux contacts électriques. Il a ensuite calculé comment de petites vibrations dans les tubes suspendus peuvent être couplées à un courant qui les traverse.

« Nos recherches ont porté principalement sur la façon dont ces systèmes, qui se composent d'un minuscule, oscillateur mécanique ultra-léger (le nanotube suspendu), peut être décrit en termes de mécanique quantique, et quels effets cela a sur les mesures que nous pouvons effectuer. Nous avons pu démontrer un certain nombre de nouveaux mécanismes de couplage électromécanique qu'il devrait être possible d'observer expérimentalement. Cette, à son tour, peut conduire à des phénomènes physiques extrêmement exotiques dans ces structures, phénomènes pouvant présenter un intérêt pour la recherche en informatique quantique, et d'autres domaines."

L'intérêt pour les nanotubes repose sur leurs propriétés exceptionnelles :ils font partie des matériaux les plus résistants connus, pèse presque rien, et ont une conductivité extrêmement élevée pour les courants électriques et la chaleur. Les nanotubes de carbone peuvent être utilisés pour fabriquer des matériaux composites qui sont de plusieurs ordres de grandeur plus résistants que les matériaux actuellement disponibles.