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Ce que révèle le chant du verre

20/06/2016

Les verres sont-ils de « vrais » solides ou des liquides hyper-visqueux ? Une collaboration scientifique franco-allemande auquel participe l'Iramis au CEA-Saclay vient de trancher cette très ancienne controverse. Les chercheurs ont expérimentalement mis en évidence, pour la première fois, une forme subtile d’ordre correspondant à une optimisation collective de l’énergie, alors que la structure du matériau reste spatialement désordonnée.

Quand on refroidit un liquide, l’agitation aléatoire de ses molécules diminue. En dessous d'une certaine température, soit la solidification conduit à la formation d'un cristal à la structure bien ordonnée et très rigide ; soit le liquide entre dans un état de plus en plus visqueux, qui conduit à la formation d'un verre. Les verres sont aussi rigides que les cristaux, et pourtant leur organisation spatiale ne présente apparemment aucune sorte d’ordre ! Existerait-il un « ordre caché » dans les verres ?

Les chercheurs ont soumis un liquide en cours de refroidissement à une sollicitation initiale, en l’occurrence un champ électrique que l'on pourrait assimiler à une note fondamentale. Leur prouesse expérimentale est d'avoir su faire émerger une structure en harmoniques de la réponse du liquide à cette note initiale, qui les a renseigné sur la véritable nature des verres.

Ces harmoniques ont révélé qu'il existe bien un ordre dans les verres qui correspond à une optimisation collective de l’énergie des molécules, mais sans produire aucune régularité spatiale dans leur arrangement.

 
 

Pour en savoir plus :

L'actualité sur le site de CEA-Sciences

L'article scientifique :

http://science.sciencemag.org/content/352/6291/1308