Fractale quantique : d’étranges comportements électroniques

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Les fractales sont des motifs qui se répètent sur des échelles de longueurs différentes: zoomez et la structure est la même que de loin. Ils sont communs dans le monde naturel. Par exemple, une tige de chou-fleur ressemble à une version miniature de la tête entière. Un coup de foudre se divise en plusieurs branches, chacune ayant la même structure fourchue que la branche originale.

Les fractales quantiques

Mais dans le petit domaine quantique, les fractales ne sont pas si faciles à trouver. Maintenant, des scientifiques ont créé artificiellement une fractale quantique en plaçant des molécules de monoxyde de carbone sur une surface de cuivre. Confinés entre les molécules, les électrons dans le cuivre produisent une forme fractale de triangles à l’intérieur des triangles appelés un triangle de Sierpinski, rapportent les chercheurs le novembre 12 dans Nature Physics.

Un triangle de Sierpinski à part entière contiendrait un nombre infini de triangles, de sorte que les chercheurs ont créé une approximation de cette forme, avec suffisamment de triangles pour que sa structure répétitive soit évidente. Les électrons habitant une fractale ne vivent pas dans un monde en 3D comme le reste d’entre nous. Ils n’existent pas non plus dans un monde 2-D plat ou comme une ligne unidimensionnelle.

Un nombre fractionnaire de dimensions

Ils occupent plutôt un nombre fractionnaire de dimensions entre les deux. Dans ce cas, les scientifiques ont trouvé que les électrons vivaient dans approximativement le nombre de dimensions attendues pour un triangle de Sierpinski.

Les particules quantiques ont tendance à agir de façon inhabituelle lorsqu’elles sont confinées à une ou deux dimensions. Selon la physicienne Cristiane Morais Smith, de l’Université d’Utrecht aux Pays-Bas, les scientifiques ne savent pas encore comment les électrons se comporteront dans des dimensions fractionnelles. “Ce qui peut sortir de notre travail est un territoire jamais inexploré.”

Source : Science News

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