Les physiciens de l’Université de la Californie – San Diego – ont découvert des modèles se trouvant à la base des propriétés d’un nouvel état de la matière. Dans un article publié le 29 mars dernier dans la revue Nature, les chercheurs décrivent l’apparition de « cohérence spontanée », de « structures de spin », et de « singularité de phase », lorsque les excitons – couples d’électrons et de lacunes interagissent et déterminent les propriétés optiques des semi-conducteurs leur permettant de fonctionner comme de nouveaux dispositifs optoélectroniques – sont refroidis atteignant une température proche du zéro absolu. Ce refroidissement conduit à la production spontanée d’un nouvel état de la matière cohérente, que les physiciens ont été enfin capables de mesurer de façon très détaillée dans leur laboratoire souterrain à l’UC San Diego à une température d’à peine un dixième de degré au-dessus du zéro absolu. La découverte des phénomènes se trouvant à la base de la formation de la cohérence spontanée des excitons permettra sans doute une meilleure compréhension scientifique de ce nouvel état de la matière. Ce groupe de recherche, guidé par Leonid Butov, professeur de physique à l’UC San Diego avait découvert en 2002 que les excitons, à une température suffisamment basse, tendent à s’organiser de façon autonome se regroupant en un ensemble ordonné de petites gouttes microscopiques, comme un collier de perle en miniature. A l’aide d’un système de refroidissement très avancé, les physiciens de cette université ont pu atteindre des températures dix fois plus froides que celles atteintes précédemment permettant de mesurer à l’aide d’un interféromètre la cohérence et la rotation de chaque perle ou sphérule à l’intérieur de ce collier. Ce qu’ils ont découvert c’est que le spin de la particule excitonique n’est pas homogène dans l’espace mais qu’il forme des modèles autour de ces sphérules, que ces chercheurs appellent « structures de spin ». Ils ont en outre