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Vidéo réelle des cristaux spatio-temporels

Pour la toute première fois, les chercheurs ont pu capturer des cristaux spatio-temporels sur une caméra à l’aide d’un microscope à rayons X à transmission.

Les cristaux de temps ne font pas l’objet d’un roman de science-fiction ringard. Ils sont la progression spatio-temporelle des cristaux, un matériau solide constitué d’un réseau cristallin, une collection d’atomes très ordonnée.

Les cristaux de temps ne forment pas seulement une structure de réseau atomique répétée, ils se produisent également de manière symétrique au fil du temps – se réarrangeant continuellement pour former périodiquement leur structure d’origine.

Maintenant, une équipe de recherche internationale – une équipe qui est une collaboration entre des scientifiques de l’Institut Max Planck pour les systèmes intelligents et de l’Académie polonaise des sciences de Poznań en Pologne – a capturé des cristaux spatio-temporels de la taille d’un micromètre constitués de magnons, des des électrons collectivement excités tournant selon un modèle, en vidéo pour la toute première fois.

Jusqu’à présent, l’observation des cristaux de temps a été extrêmement difficile. Les chercheurs n’ont pu observer le phénomène que dans des structures de taille nanométrique qui étaient surrefroidies à des températures extrêmement basses.

Cette fois-ci, l’équipe a pu observer des cristaux spatio-temporels beaucoup plus gros à l’échelle micrométrique à température ambiante.

«Nous avons pris le modèle régulièrement récurrent des magnons dans l’espace et le temps, envoyé plus de magnons et ils se sont finalement dispersés», Nick Träger, doctorant à l’Institut Max Planck pour les systèmes intelligents, co-auteur de l’article paru dans la revue Lettres d’examen physique, a déclaré dans un communiqué.

«Ainsi, nous avons pu montrer que le cristal temporel peut interagir avec d’autres quasiparticules», a déclaré Träger. « Personne n’a encore été en mesure de le montrer directement dans un test, encore moins dans une vidéo. »

Pour créer la vidéo, l’équipe a diffusé des courants radioélectriques à travers une petite bande de matériau magnétique à l’extrémité d’une antenne microscopique. Le champ micro-ondes résultant a fait osciller le champ magnétique du matériau.

Ces ondes magnétiques ont ensuite créé des motifs récurrents qui se répètent non seulement dans l’espace mais également dans le temps.

Les chercheurs ont été choqués de voir à quel point ces cristaux de temps étaient stables et répandus, ce qui pourrait signifier que ces magnons pourraient éventuellement faire le saut hors du laboratoire de physique et dans le monde réel.

« Notre cristal se condense à température ambiante et les particules peuvent interagir avec lui – contrairement à un système isolé », a déclaré l’auteur principal Pawel Gruszecki, scientifique à la Faculté de physique de l’Université Adam Mickiewicz à Poznań, dans le communiqué.

«Notre cristal se condense à température ambiante et les particules peuvent interagir avec lui, contrairement à un système isolé», a-t-il ajouté. «De plus, il a atteint une taille qui pourrait être utilisée pour faire quelque chose avec ce cristal magnonique d’espace-temps. Cela peut entraîner de nombreuses applications potentielles. »