Technologie d'éclairage révolutionnaire : découverte de nouvelles voies dans la recherche sur les matériaux !

Technologie d'éclairage révolutionnaire : découverte de nouvelles voies dans la recherche sur les matériaux !

Une équipe de physiciens de l'Université de Constance, dirigée par Davide Bossini, a développé une méthode remarquable qui permet de modifier les propriétés des matériaux grâce à la lumière. Cette technique innovante vise à exciter les états magnétiques dans les matériaux, ce qui pourrait révolutionner la transmission et le stockage d'informations à température ambiante dans la gamme térahertz. Cela pourrait être crucial pour l’avenir des technologies de données.

Le procédé est basé sur des cristaux largement disponibles et cultivés naturellement, en particulier l’hématite, et ne nécessite pas de matériaux rares. Cette recherche, publiée en juin 2025, a été présentée en détail dans la revue « Science Advances ». L'idée d'utiliser des magnons, les excitations collectives de spin dans les matériaux magnétiques, comme supports d'informations répond à la demande croissante de nouvelles technologies pour traiter de grandes quantités de données.

Innovations technologiques grâce aux magnons

Jusqu’à présent, les magnons ne pouvaient être excités que dans leurs états de fréquence les plus basses. Cependant, le nouveau procédé permet un contrôle précis de la fréquence, de l’amplitude et de la durée de vie de ces particules quantiques. Cela se produit grâce à l’excitation optique directe de paires de magnons, ce qui entraîne des modifications non thermiques des propriétés magnétiques du matériau. Bossini décrit ce phénomène comme une modification temporaire de « l’ADN magnétique » du matériau.

L’hématite, le matériau utilisé, a une signification historique intéressante car elle était autrefois utilisée en navigation pour fabriquer des boussoles. Les résultats de la recherche suggèrent que les condensats de Bose-Einstein induits par la lumière provenant de magnons à haute énergie sont possibles à température ambiante. Cela pourrait permettre des recherches sur les effets quantiques sans refroidissement complexe.

Supercourants à température ambiante

Une recherche distincte mais connexe menée par des physiciens dirigés par le professeur Burkard Hillebrands de l'Université technique de Kaiserslautern a récemment réalisé une percée. Ils ont pu détecter pour la première fois un supercourant de magnons à température ambiante. Des physiciens théoriciens d’Israël et d’Ukraine ont également participé à cette étude. Ces résultats pourraient augmenter considérablement l’efficacité du futur traitement des données.

Ces nouveaux supraconducteurs présentent des phénomènes quantiques qui ne se produisent normalement qu’à des températures inférieures à zéro. Hillebrands souligne le rôle important des états quantiques macroscopiques dans les technologies futures, tandis que les chercheurs utilisent les condensats de Bose-Einstein pour explorer les lois du monde quantique liées aux supercourants.

En tant que particules quantiques d'ondes de spin dans les matériaux magnétiques, les magnons sont faciles à créer, à modifier et à détecter, tout en consommant peu d'énergie. Cette avancée ouvre de nouvelles applications dans la recherche fondamentale et pourrait représenter une alternative aux technologies conventionnelles des semi-conducteurs.

Physique quantique et nouveaux matériaux

De plus, une équipe de recherche internationale, comprenant l’Université de Würzburg, a développé une forme spéciale de supraconductivité qui pourrait potentiellement faire progresser le développement des ordinateurs quantiques. Les supraconducteurs sont connus pour conduire l’électricité sans résistance, ce qui en fait des candidats idéaux pour les composants électroniques des appareils de haute technologie.

Le groupe de recherche a construit un composant hybride composé d'un supraconducteur stable et d'un isolant topologique. Cette combinaison permet aux propriétés supraconductrices d’être contrôlées avec précision par des champs magnétiques externes, conduisant à un état exotique dans lequel supraconductivité et magnétisme coexistent. Cette nouvelle conception pourrait stabiliser les bits quantiques, offrant ainsi des perspectives prometteuses pour les futurs ordinateurs quantiques.

Les découvertes en physique quantique et les nouveaux matériaux réalisées par les différents groupes de recherche montrent que la science se trouve à un tournant. Les découvertes sur les magnons et les supraconducteurs offrent non seulement un aperçu de la physique fondamentale, mais également des applications pratiques qui pourraient changer la manière dont les données seront traitées à l'avenir.

Cette recherche importante fait partie de projets plus vastes soutenus par diverses institutions et programmes de financement, tels que le pôle d'excellence ct.qmat de l'université de Würzburg et la Fondation allemande pour la recherche (DFG). La collaboration entre chercheurs internationaux pourrait ouvrir la voie à des technologies innovantes en matière de traitement des données et d’informatique quantique. De plus amples détails sur ces travaux peuvent être trouvés dans les publications originales des équipes de recherche concernées.

Pour plus d'informations, lisez les rapports de Université de Constance, Chemie.de et Université de Wurtzbourg.