Nanofils et hélium superfluide : une percée dans les liquides quantiques express
Un liquide sans frottement qui coule éternellement, c'est la superfluidité. L'hélium-3 ne l'acquiert qu'à des millièmes de degré au-dessus du zéro absolu. La théorie de cet état a été créée par Lev Landau et Richard Feynman. L'ordre quantique y est protégé par une barrière d'énergie — une carapace invisible que l'on peut comparer à une corde tendue : tant que l'action est faible, le son est pur. Dans la nouvelle expérience, l'hélium a été enfermé dans des canaux de quelques centaines de nanomètres d'épaisseur et, comme une minuscule corde, on l'a fait vibrer. À faible amplitude, la superfluidité tenait bon, mais dès que la « pincée » s'intensifiait, la fréquence chutait. La corde se désaccordait : le flux avait percé la protection, supprimé la barrière, et l'entropie — mesure du désordre — augmentait dans le système.
En mesurant la chute de fréquence, les scientifiques ont calculé la vitesse critique à laquelle la protection disparaît. Les résultats concordent avec la théorie. Cette approche ouvre la voie à la création de capteurs ultrasensibles et de dispositifs quantiques basés sur les liquides superfluides.
Dans tout l'hélium ordinaire, l'hélium-3 est une impureté rarissime : une seule particule sur un million. Sa superfluidité « s'active » à 0,0025 degré au-dessus du zéro absolu.