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Silence… un léviton passe

30/10/2013

Une équipe de physiciens de l’Iramis au CEA-Saclay et du CNRS a réussi à injecter quelques électrons dans un conducteur sans que ceux-ci y apportent de perturbation.

L’onde quantique électronique obtenue, baptisée par les chercheurs « leviton », se propage sans bruit et sans déformation comme le font les solitons, ces ondes « solitaires » capables de se propager sur de très longues distances sans altération.

Ces levitons ouvrent la voie à des sources d’électrons « à la demande », simples et fiables, qui pourraient se révéler très utiles pour les recherches en nano-électronique.



Vue d'artiste du circuit électronique permettant de générer un léviton.

Les progrès en nano-électronique quantique permettent d'observer les interférences entre électrons dans un conducteur électrique, comme le font des photons en optique.

Pour compléter cette optique quantique électronique, il manquait une source d’électrons à la demande, simple et fiable. La difficulté résidait dans le fait que, contrairement aux photons qui se meuvent dans le vide, un conducteur contient déjà des électrons qui ne demandent qu’à s’agiter lors de l’injection d’un électron.

Il y a presque vingt ans L. Levitov, théoricien du MIT, postulait qu’une impulsion de courant particulière pouvait se déplacer dans un conducteur sans engendrer de « vague » dans la « mer » d’électrons du matériau.

Les chercheurs de l’Iramis au CEA-Saclay et du Laboratoire de photonique et de nanostructures au CNRS ont suivi cette proposition et ont réussi à injecter des impulsions composées d’un certain nombre d’électrons et de forme précise dans un conducteur de dimension nanométrique sans le perturber.

Par analogie avec les « solitons », connus depuis longtemps en optique ou en hydrodynamique, les chercheurs ont baptisé ces excitations fondamentales d’une nature nouvelle « levitons »

Outre leur intérêt en physique quantique, le principe sous-jacent à la génération de Lévitons repose sur une propriété remarquable de modulation des ondes qui pourrait avoir des applications dans le monde classique, comme pour la génération d’ondelettes.

 
 

Pour en savoir plus :

L’information sur le site de l'Iramis

Le communiqué de presse sur le site du CEA

Les résultats sur le site de Nature