Les résultats d'une recherche menée par Hans Lignier et Oliver Morsh du CNR-INFM (Institut National pour la Physique de la Matière), en collaboration avec Alessandro Zenesini et Donatella Ciampini du CNISM (Consortium National Interuniversitaire pour les Sciences Physiques de la Matière), et dirigée par Ennio Arimondo à l'Université de Pise, indiquent comment piéger et ordonner les atomes présents dans un cristal de lumière laser. Cette recherche a été publiée sur la revue "Physical Review Letters".
Tout commence à partir du "cristal de lumière", une structure semblable à une toile d'araignée formée par des rayons lasers réfléchis par des miroirs, avec lesquels les scientifiques créent les structures tridimensionnelles dont ils ont besoins. Des atomes sont déposés successivement dans ces faisceaux de lumière afin d'en étudier les propriétés. Cependant, à ce stade se fait sentir l'effet tunnel quantique, "tunnelling", gênant le travail des scientifiques puisqu'il déplace sans arrêt les atomes de leurs positions. L'an passé, Morsch est ses collègues avaient déjà remarqué qu'en faisant vibrer les miroirs, et donc les faisceaux laser, les atomes pouvaient être figés à leur place. Cette méthode était cependant encore trop grossière comme mécanisme de contrôle des cristaux de lumière laser.
Aujourd'hui, les chercheurs ont été capables d'affiner cette technique la transformant en un formidable instrument pour la recherche. Ils ont en effet réussi à rendre cet effet graduel, de façon à pouvoir agir sur la liberté du "tunnelling" comme si celui-ci avait une vanne de régulation. Grossièrement, si on imagine les atomes ou les particules dotés de "laisse" qui en limite la liberté, il est possible d'allonger ou raccourcir cette "laisse" suivant le besoin, simplement en modulant la secousse transmise au système. Ce système permet non seulement de contrôler la liberté des particules, mais également leur disposition précise : le type de secousse contraint les atomes dans les faisceaux lumineux à s'arranger en positions précises et prévisibles.
Selon Morsh, ces cristaux de lumières - véritables simulateurs quantiques - représentent un instrument extraordinaire pour les physiciens, puisqu'ils permettent d'étudier les théories et les effets inaccessibles au calcul par ordinateur, comme ceux liés aux supraconducteurs à température ambiante.
- CNR-Istituto Nazionale per la Fisica della Materia : http://www.infm.it/ - CNISM (Consortium National Interuniversitaire pour les Sciences Physiques de la Matière) : http://www.cnism.it/