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NANOÉLECTRONIQUE Domaine en plein boom actuellement, l’étude de la transmission du courant électrique par des nanofils vient de connaître un progrès important. Des chimistes et des physiciens ont pour la première fois sondé des anneaux de nanofils dans lesquels les électrons se comportent comme des ondes délocalisées le long des anneaux. Les analyses effectuées montrent que ces anneaux agissent comme des résonateurs quantiques. 29 MATIÈRE Physical Review Letters Janvier 2013 PRIX LE NOBEL DE PHYSIQUE 2013 MET LE BOSON DE HIGGS À L’HONNEUR Le prix Nobel de physique 2013 a été attribué à François Englert et Peter W. Higgs pour leur découverte théorique d’un mécanisme qui contribue à la compréhension de l’origine de la masse des particules élémentaires. L’existence de la particule associée à ce mécanisme, le boson de Higgs, a été confirmée en juillet 2012 par les expériences ATLAS et CMS du Grand collisionneur de hadrons (LHC) au Cern. À travers ce prix, c’est donc également la communauté des physiciens expérimentateurs qui est récompensée pour avoir oeuvré sans relâche à valider cette hypothèse. Dont, en France, des centaines de chercheurs du CNRS et du CEA. PHYSIQUE QUANTIQUE Il est difficile de contrôler l’état d’un ensemble d’atomes car, comme le veut la physique quantique, la mesure effectuée perturbe le système observé. Des chercheurs ont mis au point une méthode de « rétroaction active » qui leur a permis de mesurer l’état moyen d’un ensemble d’atomes froids piégés… tout en le protégeant des perturbations externes. Intégrée au sein de senseurs à base d’interféromètres atomiques, cette technique permettrait d’augmenter la sensibilité des horloges atomiques. Physical Review Letters Mai 2013 MÉCANIQUE QUANTIQUE AUX LIMITES PHYSIQUES DE LA CHALEUR Dans l’univers microscopique, nul phénomène n’échappe aux lois quantiques. Pas même la diffusion de la chaleur, comme viennent de le démontrer des chercheurs du Laboratoire de photonique et de nanostructures (LPN)1, à Marcoussis. Précisément, les physiciens se sont intéressés à des circuits électriques nanométriques refroidis à quelques millièmes de degré du zéro absolu. Dans ces conditions, les électrons manifestent leur double nature corpusculaire et ondulatoire. Et leur propagation, assimilable à une vibration, prend la forme de « canaux quantiques » en nombre limité, de même qu’une corde de guitare ne peut vibrer qu’à certaines fréquences bien définies. Or, selon la théorie quantique, chaque canal présente un débit maximal, que ce soit pour le courant électrique ou le transport de chaleur. « Ce sont des limites universelles qui, dans le cas de la chaleur, ne dépendent même pas des particules considérées », précise Frédéric Pierre, du LPN. Si cette limitation a été bien étudiée dans le cas du courant électrique, elle n’avait jamais été observée pour la chaleur transportée par un canal de conduction électronique unique. Ce à quoi sont parvenus les expérimentateurs du LPN avec leur nanocircuit. Cette prouesse est en partie due à une instrumentation de mesure unique au monde et entièrement développée au laboratoire. « Notre expérience ouvre de nombreuses perspectives pour manipuler la chaleur à un niveau quantique », s’enthousiasme le physicien. Ainsi, les chercheurs du LPN envisagent désormais d’étendre leurs investigations au cas d’étranges particules appelées anyons qui, intermédiaires entre électrons et grains de lumière, se manifestent lorsque l’on contraint des électrons à se déplacer dans deux dimensions. De même, ils prévoient d’étudier comment le fait qu’un électron puisse parcourir plusieurs trajectoires simultanément, c’est-à-dire le phénomène de non localité quantique, modifie le transport de la chaleur. De quoi mettre en évidence les conséquences de l’étrange mécanique sur un phénomène d’apparence familière. Et repousser un peu plus loin notre compréhension de l’infiniment petit. 1 CNRS. Science Octobre 2013 online  ÉLECTRONIQUE ORGANIQUE Les industriels de la microélectronique sont très demandeurs de films minces composés de motifs périodiques nanométriques. Mais leur fabrication sans défaut à grande échelle est particulièrement complexe. Des chimistes ont proposé une méthodologie simple basée sur des molécules photosensibles. Sous l’effet d’un laser, elles vont guider l’assemblage de polymères composés d’au moins deux motifs moléculaires différents. Advanced Materials Janvier 2013 © Georges Hadziioannou La création d’un relief périodique dans une couche de polymères sous l’effet de la lumière permet de former un réseau de guidage. Il est alors possible de contrôler l’apparition de défauts de structure lors de l’auto-assemblage des motifs périodiques.


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