Le troisième morceau d’électron détecté.

[mac.nivolsAdministrateur sécurité]

Un électron qui se casse, ça donne quoi ?

Nous savions déjà que ça devait donner trois quasi-particules, le spinon, l'holon et l'orbiton mais seuls les deux premiers avait été détectés.

Suite à l'article dans Nature :
http://www.nature.com/nature/journal/vaop/ncurrent/full/nature10974.html

Spin–orbital separation in the quasi-one-dimensional Mott insulator Sr2CuO3

Received 28 September 2011 Accepted 17 February 2012 Published online 18 April 2012

When viewed as an elementary particle, the electron has spin and charge. When binding to the atomic nucleus, it also acquires an angular momentum quantum number corresponding to the quantized atomic orbital it occupies. Even if electrons in solids form bands and delocalize from the nuclei, in Mott insulators they retain their three fundamental quantum numbers: spin, charge and orbital1. The hallmark of one-dimensional physics is a breaking up of the elementary electron into its separate degrees of freedom2. The separation of the electron into independent quasi-particles that carry either spin (spinons) or charge (holons) was first observed fifteen years ago3. Here we report observation of the separation of the orbital degree of freedom (orbiton) using resonant inelastic X-ray scattering on the one-dimensional Mott insulator Sr2CuO3. We resolve an orbiton separating itself from spinons and propagating through the lattice as a distinct quasi-particle with a substantial dispersion in energy over momentum, of about 0.2 electronvolts, over nearly one Brillouin zone.

Voici l'article dans LePoint :
http://www.lepoint.fr/science/l-electron-dans-tous-ses-etats-21-04-2012-1453698_25.php

Ça y est ! Après spinon et holon, orbiton s'est enfin décidé à montrer le bout de son nez ! Personne ne vous l'a présenté ? Orbiton n'est autre qu'un tout petit petit éclat d'électron. Vous croyiez cette particule élémentaire indivisible ? Eh bien, non ! S'il est insécable isolé, un électron peut-être cassé en plusieurs éléments lorsqu'il est confiné dans un matériau et interagit avec son environnement.

La théorie voulait que celui-ci puisse être divisé en trois quasi-particules ("quasi" parce que réputées incapables d'exister hors d'un matériau), chacune d'elle détenant l'une des caractéristiques de l'électron. Sauf que, jusqu'ici, on n'avait pu en observer empiriquement que deux : le spinon associé au spin, que l'on peut se représenter comme un minuscule aimant porté par la particule, et le holon, véhiculant la charge électrique de l'électron. L'orbiton, lui, codant pour le mouvement de l'électron autour du noyau de l'atome, jouait à cache-cache avec les scientifiques.

Secret des quasi-particules

Il aura fallu attendre 2012 pour qu'une équipe internationale de chercheurs, emmenée par Thorsten Schmitt de l'institut suisse Paul Scherrer, annonce l'avoir observé. Dans un article publié cette semaine dans la revue Nature, ces physiciens expliquent l'avoir détecté en désintégrant un électron dans un oxyde de cuivre (Sr2CuO3). Pour y parvenir, ils ont bombardé la surface aux rayons X afin d'exciter les électrons puis comparer le rayonnement reçu à celui restitué par le matériau. Une technique qui leur a permis de déduire les propriétés des particules obtenues. Résultat ? Un électron scindé en deux quasi-particules, un spinon et... un orbiton. En 1996, une autre équipe avait obtenu un spinon et un holon. La prochaine étape serait donc maintenant de réussir à repérer les trois simultanément.

De la recherche fondamentale, certes, mais qui porte en germe de nombreuses applications pratiques. En effet, le secret des quasi-particules composant l'électron pourrait être la clef pour la supraconductivité à haute température, cette étrange propriété qu'ont certains matériaux de n'opposer aucune résistance au passage d'un courant électrique et de repousser les champs magnétiques, après avoir été plus ou moins refroidis. Ces métaux doivent généralement descendre jusqu'au zéro absolu (- 273 °C !) pour atteindre cet état quantique. Mais, aujourd'hui, les scientifiques arrivent à élaborer des matériaux supraconducteurs à - 150 °C. L'objectif est de faire encore remonter le thermomètre pour ouvrir la voie aux trains à lévitation magnétique, aux ordinateurs quantiques surpuissants ainsi qu'au stockage et au transport d'électricité sans la moindre déperdition d'énergie ! Qui dit mieux...

Et l'article dans Sciences et Avenir :
http://www.sciencesetavenir.fr/fondamental/20120419.OBS6657/un-electron-brise-en-deux-quasiparticules.html

Cordialement.

[luigi1973Equipe du forum]

Bonsoir,

Tiens cette découverte expérimentale me fait penser à un passage du livre de René Louis Vallée (j'en parle sur d'autres post = physicien nucléaire, élève de Max Planck, il écrivit une théorie liant l'interaction gravitationnelle et électromagnétique). Sa théorie est pertinente mais il fût licencié du CEA, pourquoi pas mis au placard?...

page 53 à 56 pour la description de l'électron, extrait : "S'il est exact, par ailleurs, que l'électron en mouvement se compose en moyenne d'au moins trois charges, (-q, +q, -q), dont la somme algébrique est égale à -q,...". => On retrouve l'idée de trois quasi-particules...

[mac.nivolsAdministrateur sécurité]

page 53 à 56 pour la description de l'électron, extrait : "S'il est exact, par ailleurs, que l'électron en mouvement se compose en moyenne d'au moins trois charges, (-q, +q, -q), dont la somme algébrique est égale à -q,...". => On retrouve l'idée de trois quasi-particules...

Bonjour, effectivement, c'est interessant. Comme quoi parfois, il suffit d'être patient pour que l'experience valide la théorie...

[MaximusEquipe du forum]

Comme quoi parfois, il suffit d'être patient pour que l'experience valide la théorie...

En même temps si l'état se remettait à la science appliquée on ne seraient sans doute moins à la traine du côté de la science en France et aurions découvert bien d'autres choses depuis longtemps.

[luigi1973Equipe du forum]

Bonjour,

@mac.nivols et @Maximus, après avoir lu attentivement la théorie de Vallée, je constate toute la pertinence de ces travaux, qui sont en fait la concrétisation de l'autre école (dans les années 1920) pour l'éther (Planck, etc.). Cela n'est pas l'oeuvre isolée d'un seul homme... Ce qui m'a séduit est en particulier la présentation de l'origine de la radioactivité. En effet, aujourd'hui, la radioactivité est essentiellement une science empirique, qui a décrit les phénomènes, puis s'est appuyée sur la mécanique quantique, qui ne l'oublions jamais, a violé le principe de causalité!!!
Le fait même que les centrales nucléaires existent et produisent de l'énergie, montre, à mon humble avis, que cette énergie provient justement de la structure du "vide" i.e. l'énergie diffuse de notre univers! Car sinon, comment expliquer cette naissance d'énergie? D'ailleurs, la théorie de Vallée explique l'instabilité croissante des atomes lourds d'où leur utilisation dans la fission...

Bref, un collègue théoricien examine ce livre, et il va le soumettre à deux autres collègues théoriciens spécialistes de quantique et physique théorique....

Ce que je pense aujourd'hui (et je peux me tromper!) : une (ou plus) technologie(s) pour créer de l'énergie gratuitement existe(nt) !! Evidemment les multinationales d'énergie ont étouffé ces affaires, et je suis sûr que leurs arguments sont "pour le bien de l'humanité". Avec cet argument d'éthique ils s'enrichissent... Aujourd'hui ma réflexion est : et si l'énergie était gratuite, aurait-on un monde meilleur ou une autodestruction?? Pour vous donner un exemple, on sait qu'un laser de 100 MW peut détruire n'importe quoi à la vitesse de la lumière, avec un rendement de 10% il lui faut une source d'énergie de 1 GW (= 1 réacteur nucléaire). Aujourd'hui c'est donc compliqué, imaginez si l'énergie était gratuite.... la conscience "humaine" doit évoluer pour avoir accès à cette énergie, sous peine d'autodestruction. Notre système géopolitique global etc. n'est pas adapté à ce genre de découvertes...

Bref, qu'en pensez-vous?

Amicalement.

[MaximusEquipe du forum]

"a violé le principe de causalité!!!"

Toutes les nouvelles découvertes où théorie ont, pour la pensée dominante violé sa propre causalité, que se soit pour la religion où les sciences "anciennes". Il n'y a qu'à regarder les Darwinien perdant de plus en plus de crédibilité face au chainon manquant... Et la (Et même les) religions face aux Darwiniens à l'époque...

"Le fait même que les centrales nucléaires existent et produisent de l'énergie, montre, à mon humble avis, que cette énergie provient justement de la structure du "vide" i.e. l'énergie diffuse de notre univers! Car sinon, comment expliquer cette naissance d'énergie? D'ailleurs, la théorie de Vallée explique l'instabilité croissante des atomes lourds d'où leur utilisation dans la fission..."

Là encore je pense qu'on est face à un autre dilemme de la comédie humaine, tu te souviens de cette fameuse phrase de physique si rassurante? ---> Rien ne se perd, rien ne se créer, tout se transforme.
Moi même avec toute une vie je ne saurai répondre à ca.

Je ne pense pas que l'énergie puisse être aussi "gratuite" que ca, parcequ'aussi naturelle et abondante qu'elle puisse être, il faut la convertir, la stocker, et par conséquent il faut savoir la maîtriser.

Il est bien naturel pour un commercial de s'enrichir sur des arguments qui le mette en valeur, sans valeur, pas d'argent, pas d'influence et donc pas de pouvoir, mais vu le degré de bêtise que peut avoir l'être humain avec cette fameuse énergie---> la guerre bien cinétique (Balles, missiles, bombes.) et potentielle (Politique, ethnique, religion, économie.) prétextant toutes les pièces de son propre système comme arme ne fait qu'accentuer mon avis sur le fait que justement, les grands de ce monde ne sont pas du tout pour un système en paix qui soit capable de partager les ressources et les informations à travers le globe pour des intérêts (Surtout capitaux!) privés et par conséquent individualiste... Donc avec ces personnes aux pouvoir il est clair que nous avons de la chance que ces énergie "plus où moins gratuites" ne soient pas entre leurs mains si elles existent, car ce n'est pas toi où moi, citoyen lambda qui allons par hypocrisie ou par avarice faire déferler cette partie de potentiel intellectuel destructeur humain sur d'autres personnes qui ne feront que suivre un cheminement pour eux "normal" face à nous et qui comme nous penseront bien faire... On nous donne des raison d'approuver une violence qui n'est pas la nôtre, on dépend d'un système qui nous entraîne dans un cercle assez vicieux et nous en faisons finalement partie malgré nous...

Ce que je veux dire par là c'est que personne n'est vraiment "bon" où "mauvais", pour pouvoir avoir ce genre d'énergie sans peur et sans contrainte il faudrait un effort global dans l'acceptation de tous, de mettre de côté les religions et les querelles tous en prenant conscience de ce que nous faisons à l'instant présent dans je dirait une spirale saine dans le sens de l'évolution plutôt que de penser "combien je vais me faire ce mois-ci" etc...

En espérant avoir répondu à ta question.

Bonne soirée!

[luigi1973Equipe du forum]

Bonsoir

@Maximus, c'est appréciable d'avoir un autre point de vue sur la question. Merci pour ton analyse qui relativise les choses. Je suis d'accord avec toi sur de nombreux points.

Concernant le "principe de causalité", je signifiais au sens "physique" du terme. On peut trouver des informations à ce sujet sur le net. Pour résumer, la physique quantique a établi certains postulats dont l'équation de Schrödinger (le mot postulat n'est peut-être pas adéquat pour cette équation), qui décrit les densités de probabilités etc. Donc, comme pour reprendre un philosophe des sciences, jusqu'à l'avènement de la mécanique quantique, la recherche fondamentale prenait source dans le POURQUOI, et depuis la mécanique quantique la source est dans le COMMENT, car incapable d'expliquer le POURQUOI. Et pour polémiquer sur la science d'aujourd'hui, nous faisons plus beaucoup de COMMENT, mais du COMBIEN.

Amicalement.

[MaximusEquipe du forum]

C'est pour ca que j'aimerai qu'on puisse reprendre la science appliquée, ca paraît tout bête comme ca mais le fait de tester des matériaux à la pression, l'électrisation, à la température etc, met en évidence bien des choses qu'on ne verrais pas avec des opérations.
L'homme doit pouvoir voir et expérimenter de manière théorique ok, mais le voir de ses propres yeux en apprend tout autant et des matériaux, ce n'est pas ce qui manque...

Oui, on compte beaucoup en cette période... Merci le capitalisme. ^^ Espérons que cette tendance sera passagère, sinon on fonce droit dans le mur.

Pour revenir plus dans le sujet, je me demande ce qu'on va trouver dans les particules qu'on trouve à l'heure actuelle... Est-ce que ca va durer encore longtemps ce jeu de cache-cache façon poupée Russe? J'imagine que oui. ^^

D'ailleurs en cours d'agronomie (Purée ca commence à remonter...^^) il commençai à y avoir des hypothèses selon lesquelles les atomes auraient des formes différentes les uns des autres... On en sais un peu plus là dessus?

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