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Cristaux quantiques : de la plasticité quantique à la supersolidité (22 sept. 2011)

Le premier séminaire du département pour l’année 2011-2012 aura lieu le 22 septembre 2011 à 14h à l’Amphi 8 de la faculté des sciences. Sébastien Balibar du laboratoire de Physique Statistique de l’Ecole Normale Supérieure (Paris) nous parlera de

« Cristaux quantiques : de la plasticité quantique à la supersolidité »

Nous avons découvert qu’un cristal d’hélium 4 sans aucune impureté est anormalement mou. Cette plasticité anormale est une conséquence de la grande mobilité de ses défauts, des dislocations qui peuvent se déplacer par effet tunnel quantique sur de très grandes distances (une fraction de millimètre) à grande vitesse (plusieurs mètres par seconde). Une telle mobilité serait impensable dans un cristal classique à basse température. Dans un cristal quantique comme l’hélium solide,  où l’agitation des atomes reste grande même près du zéro absolu,  le mouvement des défauts est susceptible de diviser la rigidité par dix. Cependant, d’infimes traces d’impuretés (de l’hélium 3) suffisent à empêcher le mouvement des dislocations en s’attachant à celles-ci en dessous de 0,1 Kelvin. Apparemment, c’est ce qui permet à l’hélium 4 solide de passer à l’état “supersolide”, un état de la matière étonnant qui serait à la fois  solide et superfluide parce que cette matière pourrait couler sans dissipation le long du cœur des dislocations… mais à condition que celles-ci soient fixes.

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