Révéler les secrets intimes de la matière au voisinage du zéro absolu

En collaboration avec des équipes du laboratoire Aimé Cotton et de l’Observatoire de Paris-Meudon, un chercheur du laboratoire ICB, Maxence Lepers, a vu ses travaux publiés le 8 août dans la revue scientifique Physical Review Letters.

Le sujet de l’étude porte sur le comportement de la matière dans le domaine des « gaz ultra-froids« . Caractérisés par des températures de quelques milliardièmes de degrés kelvins (-273.15 °C), les atomes et molécules composant ces gaz obéissent aux lois de la mécanique quantique. Pour dialoguer avec ces particules quantiques, et même les amener dans un état bien défini, les scientifiques utilisent des champs électriques, magnétiques et lasers finement ajustés.

Dans sa publication, l’équipe de chercheurs a montré la possibilité de transformer des atomes en « doubles aimants« , c’est-à-dire d’y induire à la fois un dipôle électrique et un dipôle magnétique, dont la taille et la direction peuvent être contrôlées par des champs électro-magnétiques.

Cette « double aimantation » est rendue possible grâce aux propriétés uniques du dysprosium, un atome de la famille des lanthanides qui possède un spectre d’énergie avec des niveaux tellement proches qu’ils peuvent être mélangés par un champ électrique. Ce travail théorique pourrait stimuler de nouvelles recherches et apporter d’importantes avancées dans le domaine des gaz ultra-froids, et en particulier dans ce qu’on appelle la simulation quantique.

> Pour plus d’informations: M. Lepers, H. Li, J.-F. Wyart, G. Quéméner and O. Dulieu. Ultracold rare-earth magnetic atoms with an electric dipole moment, Phys. Rev. Lett. 121, 063201 (2018).