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Ingénierie: l'injection de quelques électrons dans un conducteur, sans que ceux-ci y apportent de perturbation, a été réalisée avec succès!____¤201310
Une étude, dont les résultats sont publiés dans la revue Nature, rapporte la réussite de l'injection de quelques électrons dans un conducteur sans que ceux-ci y apportent de perturbation, grâce «à la génération d'impulsions électriques à profil temporel 'lorentzien' ultra-court»: l'onde quantique électronique obtenue «se propage sans bruit et sans déformation comme le font certaines ondes solitaires optiques ou hydrodynamiques connues (solitons)».
A l’échelle du monde quantique, l’introduction d’une charge électrique supplémentaire dans un conducteur «rempli d’électrons» met toutes les autres charges en mouvement, «comme si une goutte tombant dans la mer provoquait de hautes vagues».
Or une proposition, «datant de près de vingt ans, du théoricien du MIT, Leonid Levitov», stipule que, si on applique une impulsion de courant particulière à un conducteur, celle-ci peut n’engendrer aucune 'vague' dans la 'mer' d’électrons que forme le conducteur : ces conditions sont réunies lorsque la charge électrique correspondante est «un multiple de celle de l’électron et son profil temporel une courbe de type lorentzienne».
C'est l’injection d'une telle impulsion dans un conducteur qui vient d'être réussie avec succès: elle ne dépassait pas «une durée de quelques dizaines de picosecondes, grâce à un générateur de signaux arbitraire toutes les 40 picosecondes (10-12s)».
Le 'contact ponctuel quantique' du nano-circuit, «destiné à contraindre la géométrie du conducteur (nanofil)», «est matérialisé par deux nano-électrodes perpendiculaires au passage des charges, séparées de trente nanomètres seulement». Il a été vérifié expérimentalement «que seules les excitations électroniques satisfaisant les critères de Leonid Levitov 'éteignent' le bruit, grâce à des mesures du bruit et de son extinction, qui constituent «une véritable prouesse» quand on sait que ce bruit «ne dépasse pas un femto-ampère (10-15Ampère)».
Par analogie avec les 'solitons' («des ondes 'solitaires' capables de se propager sur de très longues distances sans altération», ces excitations fondamentales «d’une nature nouvelle» ont été baptisées 'levitons' (contraction de Levitov et soliton). Ces lévitons, dont la génération «repose sur une propriété remarquable de modulation des ondes» auront certainement dans le futur des applications en physique et en information quantique.
Tags : Ingénierie, physique, nanotechnologies, électronique, 2013, physique quantique, électrons, conducteurs, nanofil, ondes, levitons, solitions
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