Des danseurs se tiennent par la main et se déplacent en parfaite synchronie. Dans un isolant excitonique, les électrons et les trous forment des paires liées qui se condensent en un état quantique unique — comme des partenaires de danse qui ne manquent jamais un pas. Mais que se passe-t-il si l'un d'eux trébuche ? Des chercheurs ont étudié le cristal Ta2Pd3Te5, dans lequel certains atomes de tellure sont absents — ce sont des lacunes, une sorte de trous dans la piste de danse. Grâce à la microscopie à effet tunnel, ils ont vu que chaque lacune crée une paire de pics spectraux à l'intérieur de la bande interdite. Ces pics sont la trace d'une paire brisée : un électron et un trou qui ne peuvent plus danser ensemble.

L'énergie de ces pics dépend de la manière dont le défaut est positionné, et on peut la faire varier continûment avec le champ électrique de la pointe du microscope. C'est comme la tension d'une corde qui change sa tonalité : plus le champ est fort, plus l'énergie des états est élevée. La cartographie a montré que les composants de la paire sont répartis différemment dans l'espace et sont électroniquement liés. Dans les régions où les électrons et les trous sont fortement déséquilibrés, une deuxième paire d'états apparaît avec une énergie encore plus faible — comme si la danse se brisait deux fois, de deux manières différentes.

Ces observations constituent la première « empreinte » atomique de la destruction locale de l'appariement excitonique. Comprendre comment les paires se brisent est crucial pour contrôler les phases quantiques de la matière et, peut-être, pour de futurs dispositifs fonctionnant sur des condensats excitoniques.