La chaleur dérègle l'orchestre lumineux express

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Le laser frappe le cristal, et celui-ci répond par des éclairs de lumière, comme une cloche qui sonne quand on la frappe. Mais si la cloche est chaude, son son tremble et s'étouffe. Il en va de même ici : les atomes du cristal vibrent constamment sous l'effet de la chaleur, et ces vibrations empêchent les électrons de se déplacer de manière régulière, si bien que la lumière devient terne et floue.

Les scientifiques ont pris un cristal de Re6Se8Cl2, une substance où les atomes sont assemblés en gros blocs, semblables à des briques de construction. Ils l'ont refroidi et ont observé comment la luminosité de la lumière émise changeait. Jusqu'à 50 kelvins (moins 223 degrés Celsius), la luminosité augmentait lentement, puis en dessous, elle a grimpé brusquement. C'est à cette température que les vibrations des atomes s'arrêtent presque.

Les calculs ont montré que les vibrations non seulement affaiblissent la lumière de chaque zone, mais désynchronisent aussi les ondes provenant de différents endroits. Tout cela agit comme du sable dans le mécanisme d'une horloge : le mouvement devient irrégulier. Les auteurs ont décrit cela à travers le temps pendant lequel les électrons perdent leur cohérence, et ce temps dépend de la température.

Cette découverte est importante pour l'électronique ultrarapide, où la lumière est contrôlée en femtosecondes (millionième de milliardième de seconde). Et les cristaux de superatomes peuvent être modifiés pour obtenir les propriétés souhaitées, comme un jeu de construction dont les pièces permettent d'assembler des dispositifs pour contrôler la lumière.