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Bonne lecture !

Quel son produit un atome ? Vous ne vous êtes jamais posé la question ? Les chercheurs si, ils sont même allés au delà. Dans une nouvelle étude, des physiciens expérimentaux et théoriques de l'Université de Technologie de Chalmers ont utilisé un son pour communiquer avec un atome artificiel. Une première dans l'Histoire de la physique quantique !

Leurs résultats, publiés dans la revue Science, montrent également qu'à cette occasion, le son s'est comporté comme de la lumière.

Son et lumière

En effet, l'interaction entre la lumière et les atomes est un phénomène connu et étudié depuis des années en optique quantique. Toutefois, obtenir le même niveau d'interaction avec des vagues acoustiques s'est avéré beaucoup plus compliqué. Mais, les chercheurs ont néanmoins relevé le défi et ont réussi, pour la première fois, à coupler des ondes acoustiques à un atome artificiel.

"Nous avons ouvert une nouvelle porte du monde quantique en parlant et en écoutant des atomes. Notre objectif à long terme est de maîtriser la physique quantique afin de bénéficier de ses lois, par exemple pour créer des ordinateurs ultra rapides. Nous réalisons alors des circuits électriques qui obéissent aux lois quantiques et que nous contrôlons et étudions", explique Per Delsing, à la tête du groupe de recherche à Phys.org.

Ainsi, un atome artificiel est un exemple d'un tel circuit électrique. Comme un atome classique, il peut être chargé en énergie qu'il émet ensuite sous forme de particules. En général, c'est une particule de lumière, mais dans le cas présent, il a été créé pour absorber et émettre l'énergie sous forme de son.

"Selon les théories, le son d'un atome est divisé en particules quantiques. Une telle particule est le son le plus faible qui puisse être détecté", précise Martin Gustafsson, auteur de l'étude, repris par le Huffington Post.

Le son d'un atome

Étant donné que le son se déplace moins vite que la lumière, cet atome acoustique ouvrent de toutes nouvelles possibilités pour mieux comprendre certains phénomènes quantiques. "A cause de la vitesse réduite du son, nous aurons le temps de contrôler les particules quantiques lorsqu'elles se déplacent. C'est difficile à faire avec la lumière, car elle se déplace 100 000 fois plus vite", ajoute le chercheur.

La faible vitesse du son implique également qu'il possède une longueur d'onde plus courte que la lumière. Un atome qui interagit avec des ondes lumineuses est toujours plus petit que sa longueur d'onde. Toutefois, comparé à la longueur d'onde des sons, l'atome peut être plus large, ce qui signifie que ses propriétés peuvent être contrôlées plus facilement.

Ici, les chercheurs ont utilisé une fréquence de 4,8 gigahertz, c'est-à-dire proche de la plupart des micro-ondes présentes dans les réseaux sans fil actuels. Pour information, cela correspond, à peu près, à la note ré, soit environ 20 octaves au-dessus de la note la plus haute d'un piano. Un son inaudible pour l'oreille humaine.

"Que cela ait des implications pour l'informatique quantique ou non, il est trop tôt pour le dire. Mais cela agrandit certainement la boîte à outils des technologies dont nous avons besoin", conclut Steve Rolston, directeur du Joint Quantum Institute de l'Université du Maryland, auprès de Discovery News.

Source : Gentside du 20 septembre 2014 (http://www.maxisciences.com/son/pour-la-premiere-fois-des-scientifiques-ont-reussi-a-capturer-le-son-d-039-un-atome_art33479.html)

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