Une équipe de chercheurs italiens a accompli une percée scientifique significative en réussissant à transformer la lumière en un état de matière inédit: le supersolide. Cet état quantique de la matière combine les propriétés d'un solide et d'un superfluide, un exploit publié en mars 2025 dans la revue Nature. Cette découverte ouvre des perspectives prometteuses pour les technologies quantiques et photoniques.
Traditionnellement, la création de supersolides implique le refroidissement d'atomes à des températures proches du zéro absolu. Cependant, cette nouvelle recherche démontre la possibilité de générer un supersolide par manipulation directe de la lumière. Les scientifiques ont utilisé un semi-conducteur composé d'aluminium et d'arséniure de gallium, doté d'une structure de fines rainures. En y projetant un faisceau laser, ils ont créé des quasi-particules appelées polaritons, issues de l'interaction entre photons et excitons (paires électron-trou) au sein du semi-conducteur.
Confinés dans une structure microscopique, ces polaritons se sont spontanément organisés en une structure cristalline tout en conservant des propriétés de superfluide. La réalisation expérimentale a nécessité une précision extrême pour confirmer que le matériau résultant présentait à la fois la rigidité d'un solide et la fluidité sans viscosité d'un superfluide. Les chercheurs ont caractérisé la modulation de densité de l'état polaritonique, détectant des variations infimes. Cette précision a permis d'observer la "rupture de symétrie translationnelle", un phénomène physique marquant le passage d'un état uniforme à un état ordonné, caractéristique d'un solide cristallin.
Cette avancée pourrait révolutionner plusieurs secteurs, avec des applications envisagées dans l'éclairage, les lubrifiants sans friction et les ordinateurs neuromorphiques. La capacité à manipuler la lumière sous cette forme inédite pourrait également stimuler des progrès significatifs dans le domaine des supraconducteurs et de l'informatique quantique. Les recherches antérieures sur les polaritons, notamment leur rôle dans le transfert d'énergie à l'échelle nanométrique, soulignent le potentiel de ces quasi-particules pour les technologies futures. Ce travail, soutenu par les projets européens Q-ONE et PolArt, confirme que des phénomènes quantiques complexes, autrefois théoriques, peuvent désormais être réalisés expérimentalement, ouvrant de nouvelles perspectives pour la science et la technologie.