L'excitonium s'apparente à la supraconductivité, plus connue, qui survient lorsque des paires d'électrons s'assemblent en grand nombre pour ne faire qu'un, permettant au courant électrique de circuler dans le matériau sans la moindre résistance. « Concernant l'excitonium, il est plus difficile de savoir comment il se manifeste macroscopiquement, vu que nous venons juste de le découvrir », remarque Peter Abbamonte, de l'universtité de l'Illinois. Superfluidité peut-être ? Ou transport de chaleur sans la moindre dispersion ? Les deux sont envisagées...
Une chose est sûre, ce ne sera pas de la supraconductivité, puisque cette fois, les particules à l'origine de l'excitonium sont neutres électriquement, formées par un électron et un... trou, chargé positivement !
Eh oui, bienvenus de l'autre côté du miroir, dans l'univers fabuleux de la physique quantique : ici les électrons des atomes qui composent un semi conducteur occupent différentes bandes d'énergie. Lorsque l'un d'eux saute de son niveau vers le niveau supérieur, il laisse derrière lui un trou, qui peut être considéré comme une particule de charge inverse, donc positive... et ce n'est pas tout : ce trou peut s'associer avec l'électron à peine parti pour former une particule neutre, l'exciton... exactement comme un atome d'hydrogène est composé d'un électron qui gravite autour d'un proton positif.
L'exciton est une véritable particule
Et ce n'est pas qu'une vue de l'esprit ! « L'exciton a tous les attributs d'une véritable particule : une énergie de liaison, un moment magnétique, etc. C'est une particule ! » insiste le chercheur. Une particule capable, comme dans les supraconducteurs, de former un condensat, en-dessous d'une certaine température. Les chercheurs ont choisi un échantillon de diséléniure de titane, Ti-Se2, qu'ils ont refroidi à -83°C, puis ont mesuré l'énergie des excitons avec une précision jamais atteinte auparavant... et en ont déduit la preuve indéniable de présence du condensat.
« Aucune application concrète n'est prévue pour l'instant, reconnaît le chercheur, peut-être un jour dans le transport de chaleur. L'existence de l'excitonium était prédite depuis longtemps, il était grand temps de s'en assurer. C'est chose faite, et nous avons déjà commencé à le chercher dans d'autres matériaux. Ce n'est que le début. »
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