Des scientifiques maîtrisent des états quantiques exotiques avec une précision laser remarquable

ParisUne équipe internationale de chercheurs, dirigée par le Dr. Lukas Bruder de l'Université de Fribourg, a réussi à mieux contrôler les états quantiques hybrides électron-photon dans les atomes d'hélium. Ils ont mis au point une technique utilisant des impulsions lumineuses intenses en ultraviolet extrême (EUV). Cette méthode, développée grâce au laser à électrons libres FERMI à Trieste, en Italie, ouvre la voie à de nouvelles possibilités dans la recherche fondamentale en physique quantique.

L'étude explore les « états habillés », des états particuliers formés lorsque des atomes sont exposés à une lumière laser extrêmement intense. Ces états apparaissent lorsque la puissance du laser atteint entre dix et cent billions de watts par centimètre carré, modifiant ainsi les niveaux d'énergie normaux des électrons dans les atomes. Produire des impulsions laser d'une telle intensité en seulement une picoseconde nécessite une technologie avancée et un contrôle précis de divers paramètres.

• Intensité des impulsions laser
• Niveaux d'énergie des électrons
• Synchronisation et durée des impulsions
• Composantes chromatiques du rayonnement laser

Les scientifiques peuvent désormais mieux contrôler les états quantiques, ce qui pourrait avoir des effets significatifs. Cette avancée permet une étude plus approfondie des systèmes quantiques et améliore notre compréhension du comportement des atomes. Ces découvertes pourraient être utiles dans des domaines nécessitant un contrôle atomique précis, comme la recherche chimique et la nanotechnologie.

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Améliorer la capacité à générer et gérer ces états peut rendre les expériences avec les lasers à électrons libres plus efficaces. Cette efficacité permet de gagner du temps et des ressources, facilitant ainsi la découverte de nouveaux phénomènes. Un meilleur contrôle au niveau quantique pourrait mener à l'élaboration de nouveaux matériaux ou à des avancées technologiques telles que l'informatique quantique.

Cette recherche fait progresser la mécanique quantique et ouvre la voie aux futurs progrès technologiques. En maîtrisant les états extrêmes de la matière et de l'énergie, les scientifiques préparent le terrain pour des technologies nouvelles qui commencent à peine à être imaginées.